model pengatur keceptan kipas menggunakan sensor asap

MODEL PENGATUR KECEPTAN KIPAS MENGGUNAKAN SENSOR
ASAP BERBASIS ARDUINO UNO
Encep Muhamad Syarif, Dr.Sri Setyaningsih, M.Si, Andi Chairunnas,S.Kom M.Pd
E-mail : [email protected]
Program Studi Ilmu Komputer FMIPA Universitas Pakuan
ABSTRAK
Dalam tugas akhir ini pebulis merancang dan membuat model pengatur kecepatan kipas
menggunakan sensor asap berbasis arduino uno dan monitoring pada ruangan merokok yang
memanfaatkan proses ionisasi untuk mengendapkan asap rokonya. Cara yang digunakan adalah
dengan mengolah data yang dideteksi oleh sensor asap MQ2, kemudian ditampilkan jumlah atau
kadar asap rokok didalam ruangan beserta kondisinya pada lcd/monitor. Perbandingan nilai pada
sensor akan diperoses dengan mikrokontroler ATMega328 dan output dari mikrokontroler
ATMega328 akan di inputkan coding pada software arduino IDE untuk mengendalikan kinerja
kecepatan kipas exhaust atau fan sebagai respon pembuangan udara pada ventilasai area ruangan
merokok. Proses mikrokontroler pada program sebagai pemgontrol dari seluruh komponen,
kemudian coding akan mengontrol seluruh komponen sesuai yang diperintahakan coding dalam
mikrokontroler dan pengendali tegangan pada inputan sensor asap dan output lcd dan
kipas/exhaust.
Hasil yang didapatkan dari proyek akhir ini adalah dapat mendeteksi keadaan udara pada
ruangan merokok dari pencemaran asap rokok dan CO dari 0 ppm hingga <300 ppm dan
pencemaran tersebut dapat dikurangi dengan cara mengatur kecepatan kipas sebagai ventilasi
udara ruangan untuk meghindari pengendapan asap didalam ruangan dari asap rokok yang
berbahaya sehingga lebih sehat dan aman untuk kesehatan.
Kata Kunci : Sensor asap MQ2, Arduino uno.LCD dan fan/exhaust
1. PENDAHULUAN
Udara merupakan salah satu sumber
kehidupan manusia yang dapat diperoleh
secara bebas. Baik buruknya kualitas udara
dapat mempengaruhi kesehatan dan aktifitas
manusia.
Udara yang bersih dapat
menyebabkan seseorang merasa nyaman
berada di suatu tempat tertentu, sehingga
dapat melakukan aktifitas secara baik dan
menyenangkan. Sebaliknya kualitas udara
yang buruk akibat adanya polusi, justru
dapat menggangu aktifitas kehidupan karena
tercemar berbagai macam bahan racun yang
berasal dari polusi alam, polusi kendaraan
maupun
polusi
asap
rokok
yang
membahayakan bagi kesehatan manusia.
Dari permasalahan di atas, muncul
suatu pemikiran untuk membuat sebuah
Pengatur Kecepatan Kipas Menggunakan
Sensor Asap Berbasis Arduino. Dengan
perkembangan teknologi yang telah maju
dan pesat dalam perkembangan dunia
elektrinika dari hasil latar belakang
permaslahan tersebut maka dibuatlah model
Pengatur kecepatan kipas menggunakan
sensor asap MQ2 berbasis Arduino Uno R3.
Kelebihan yang dimiliki oleh pengukur
kecepatan kipas ini, dapat membersihan
ruangan berasap dan gas beracun sepeti
ruang merokok oleh kipas yang terdeteksi
oleh sensor Asap MQ-2 yang terintegrasi
dengan mikrokontroler. Dimana nantinya
asap diidetifikasi dengan nilai persentase
kadar asap dan kondisi asap diruangan oleh
sensor asap dapat diketahui nilai asap dan
gas yang ada diruangan sehingga kipas dapat
berjalan untuk membersihan ruangan
berasap dan bergas dengan kecepatan kipas
tergantung banyaknya asap dan gas beracun
diruangan tersebut.
2. DASAR TEORI
Teori yang digunakan sebagai dasar
prlaksanaan tugas akhir ini adalah:
2.1 ASAP ROKOK
Rokok merupakan campuran dari
tembakau, cengkeh dan bahan lainnya yang
dibungkus oleh kertas. Kandungan zat-zat
yang ada pada rokok terdiri dari nikotin,
karbon monoksida (CO), Tar yang bersifat
karsinogenikdan radikal bebas, seperti
radikal nitric oxide (-NO, -NO2) dan
sebagainya.
Gambar 1. Rokok
2.2 SENSOR MQ2
Sensor asap MQ2 merupakan sensor
yang biasanya digunakan untuk mengetahui
kualitas udara atau untuk mengetahui
kandungan yang terjadi dalam udara. Sensor
MQ2 tersebut terbuat dari bahan peka gas
yaitu SnO2.Jika sensor tersebut mendeteksi
keberadaan 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 re-sistansi elektrik
sensor akan turun. Dengan memanfaatkan
prinsip kerja dari sensor MQ 2 ini,
kandungan gas tersebut dapat diukur.
Gambar 2. Sensor asap mq2
2.3 ARDUINO UNO
Arduino Uno adalah papan sirkuit
berbasis mikrokontroler ATmega328. IC
(integrated circuit) ini memiliki 14
input/output digital (6 output untuk PWM),
6 analog input, resonator kristal keramik 16
MHz, Koneksi USB, soket adaptor, pin
header ICSP,dan tombol reset. Hal inilah
yang
dibutuhkan
untuk
mensupport
mikrokontrol secara mudah terhubung
dengan kabel power USB atau kabel power
supply adaptor AC ke DC atau juga battery.
Gambar 3. Arduino uno
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
Kegunaan LCD banyak sekali di dalam
perancangan
suatu
sistem
dengan
menggunakan mikrokontroler LCD dapat
berfungsi untuk menampilkan nilai suatu
sensor ,menapilkan teks, atau menampilkan
menu pada aplikasi mikrokontroler.
Gambar 4. LCD
2.5 FAN/EXHAUST
Kipas
angin dipergunakan
untuk
menghasilkan angin. Fungsi yang umum
adalah untuk pendingin udara, penyegar
udara, ventilasi(exhaust fan), pengering
(umumnya memakai komponen penghasil
panas). Kipas angin juga ditemukan di
mesin penyedot debu dan berbagai ornamen
untuk dekorasi ruangan.
system berupa sensor MQ2 yang berfungsi
sebagai komponen untuk memonitor Kadar
Asap dan Gas-gas diruangan Merokok.
Output system yaitu berupa kipas dan lcd.
Sketsa alur sistem dapat dilihat pada gambar
7.
Gambar 8. Sketsa alur sistem
Gambar 5. Fan/exhaust
3. METODOLOGI PENELITIAN
Diagram blok merupakan gambaran dasar
dari rangkaian sistem yang mempunyai
fungsi masing - masing. Diagram blok dari
rangkaian sistem yang dirancang adalah
seperti pada gambar 6 dibawah ini:
Gambar 6. Diagram blok
Sistem ini menggunakan Arduino UNO
yang Mengotrol Pemrosesan. Input system
berupa sensor MQ2 yang berfungsi sebagai
komponen untuk memonitor Kadar Asap
dan Gas-gas diruangan Merokok. Output
system yaitu berupa kipas dan lcd.
3.1 SKETSA ALUR SISTEM
Sistem ini menggunakan Arduino
UNO yang Mengotrol Pemrosesan. Input
Prinsip kerja model pengatur
kecepatan kipas diruangan merokok ini
memiliki prinsip kerja dengan memberi
tegangan
sebesar
9V
ke
modul
microcontroller, data Asap dan Gas-gas
diruangan akan terlihat pada layar lcd 16x2
jika sensor telah melakukan kalibrasi dan
kemudian mendeteksi Asap dan Gas-gas.
Jika Asap mencapai range yg telah
ditentukan dan terdeteksi maka kipas akan
otomatis berputar cepat sesuai dengan
keadaan asap dan gas saat itu. Jika asap
terdeteksi Normal maka kipas akan berputar
lebih lambat, sedangkan jika tidak ada asap
terdeteksi maka kipas akan off.
3.2 SKEMATIK RANGKAIAN
Perancangan skematik rangkaian
dibuat untuk menunjukan rangkaian yang
terhubung pada komponen model pengatur
kecepatan kipas diruangan merokok
mengacu pada penempatan port yang
terkoneksi pada setiap bagian dari sistem,
skematik rangkaian dibuat menggunakan
perangkatlunak Fritzing, seperti yang
ditunjukan pada gambar 8 berikut.
Gambar 8. Skematik Rangkain
3.3 TAHAPAN KERJA SISTEM
Penempatan
komponen
pada
perancangan mekanis model pengatur
kecepatan kipas menggunakan sensor asap
di ruangan merokok.
Gambar 9. Flow chart system
4. PENGETESAN KOMPONEN
Gambar 8. Kinerja Sistem
3.4 FLOW CHART SISTEM
Pembuatan perangkat lunak terdiri dari
desain software pada model pengatur
kecepatan kipas diruangan merokok. Berikut
flowchart dari desain software pada
microcontroller yang ditunjukan pada
gambar 9.
Pengetesan
komponen-komponen
terhadap fungsi kerja masing-masing
komponen yang akan dilakukan dengan dua
tahap pengetesan yaitu menggunakan
multimeter dan Arduino IDE melalui serial
monitor:
1. Pengujian menggunakan multimeter
meliputi pengujian tegangan input dan
output setiap komponen.
2. Pengujian menggunakan Arduino IDE
dilakukan dengan melihat output melalui
serial monitor setiap komponen yang
terhubung dengan Arduino melalui
koneksi USB.
Gambar 10. Aduino IDE
4.1 PENGUJIAN ARDUINO
Pada pengujian Arduino UNO R3
dilakukan dengan
cara
memberikan
tegangan 12 V. Setelah itu output tegangan
dicek pada pin 5V yang dihubungkan
dengan phobe positif dan pin GND yang
dihubungkan
dengan
negative
pada
multimeter.
Tabel 1.Pengujian Arduino Uno
Tegangan Input Output Tegangan
12V
5 VDC
4.2 PENGUJIAN SENSOR MQ2
Pada pengujian sensor MQ2 dilakukan
dengan cara memberikan tegangan 12V dan
0 V ke Arduino UNO yang ada pada model
pengatur kadar asap dan menghubungkan
pin A0,GND, dan VCC pada sensor mq2.
Setelah itu output tegangan dicek pada pin
mq2 yang dihubungkan dengan phobe
positif dan pin GND yang dihubungkan
dengan negatif multimeter.
Tabel 2.Pengujian Sensor MQ2
Tegangan
Input
Arduino
Tegangan
Keterangan
MQ2
5V
5VDC
Aktif
0V
0VDC
Tidak Aktif
4.3 PENGUJIAN KESELURAHAN
Uji coba struktural dilakukan untuk
menguji apakah rangkaian sistem yang
dibangun sudah sesuai berdasarkan jalurjalur pada konsep sistem yang direncanakan.
Pada tahap ini dilakukan pengujian yang
bertujuan untuk mengetahui apakah modulmodul elektronik sudah terhubung dengan
benar sehingga sistem dapat berjalan
berfungsi dengan baik dan memiliki
performa serta fungsi yang sesuai dengan
rancangan.
Tabel 3. Pengujian keseluruhan
5. HASIL DAN ANALISIS
Pada tahap sebelumnya telah dijelaskan
proses perancangan hingga implementasi
Model
Mengatur
kecepatan
kipas
Menggunakan Sesor Asap Berbasis Arduino
Uno. Model pengatur keceptan kipas
diruangan merokok ini diimplementasikan
dengan menggunakan modul modul
elektronik yang berukuran kecil sehingga
dalam penempatan komponen elektronik
tidak banyak memakan tempat selain itu
chasing model pengukur kadar asap
diruangan merokok dibuat dengan berbahan
dasar akrilik dengan ketebalan 3 mm dengan
ukuran sisi 20cm x 20cm berbentuk kubus
sesuai dengan ukuran standar besarnya
ruangan merokok dengan ukuran 2m x 2m
berbentuk kubus.
5.1 PENGUJIAN ASAP ROKOK
Pengujian
sisitem
ini
diakukan
pengujian dengan memasukan sebatang
rokok yang sudah dibakar kedalam ruangan
model pengatur kecepatan kipas untuk
mengetahui kadar asap rokok dan kondisi
didalam ruangan, dan untuk menentukan
waktu yang dibutuhkan alat untuk
menetralisir asap didalam ruangan kondisi
menjadi baik.
Tabel 4. Pengujian Asap Rokok
5.3 ASAP BELERANG
Pengujian
meggunakan
sistem
dilakukan selama 6 hari di kawah merah
gunung pancar sentul Kabupaten Bogor dan
dilakukan selama ±6 jam, Penelitian
dilakukan pada kadar belerang diruangan
terbuka dan dilakukan pada pagi hari,siang
hari, dan sore hari faktor cuaca sangat
mempengaruhi tinggi rendahnya asap
belerang dilokasi. Dari hasil pengujian
diperoleh data kadar asap belerang di kawah
merah dalam bentuk grafik yang sudah
dirata-ratakan sebagai berikut :
Gambar 11. Grafik asap belerang
Dari grafik diatas diperoleh data asap
belerang dengan udara terbuka nilai tertinggi
yaitu pada tanggal 30 mei 2016 dengan
rata-rata asap 58 ppm dan terendah pada
tanggal 31 mei dan 03 juni 2016 dengan
rata-rata asap 55 ppm.
Sedangkan kadar asap belerang dengan
minim udara dengan nilai tertinggi yaitu
pada tanggal 02 mei dan 04 mei 2016
dengan rata-rata kadar asap 42 ppm dan
terendah pada tanggal 31 mei dan 03 juni
2016 dengan rata-rata kadar asap 42 ppm.
Sesuai dengan ISPU (Indeks Standar
Pencemaran
Udara)
Nomor
KEP107/KABAPEDAL/11/1997
pasal
9
menyatakan bahwa angka dan kategori
indeks standar pencemaran udara untuk gas
karbon monoksida adalah sebagai berikut.
Tabel 5. Kadar dan Kategori Indeks Standar
Kategori
Kadar (dalam ppm)
Baik
0-50 ppm
Sedang
51-100 ppm
Tidak Sehat
101-299 ppm
Berbahaya
<300 ppm
Sumber : ISPU (Indeks Standar Pencemaran
Udara)
6. KESIMPULAN DAN SARAN
6.1 KESIMPULAN
Kesimpulan dari penelitian ini,
diterapkan
dengan
Model
Pengatur
Kecepatan Kipas Menggunakan Sensor
Asap Berbasis Arduino UNO ini merupakan
pembuatan sistem yang menghubungkan
antara komponen-komponen elektronik.
Penelitian ini dalam implementasinya
menggunakan Ardunino UNO ATMega328,
sensor asap MQ2, kipas/fan 12V DC, motor
driver L298N dan LCD (Liquid Cristal
Display).
Berdasarkan hasil uji coba yang
dilakukan dapat kesimpulan bahwa sistem
model rangkaian yang dibuat berfungsi
sebagai pembersih udara ruangan dari
pengendapan dari kadar asap yang
berbahaya,
dimana
input
sistem
emnggunakan sensor pendeteksi asap
dimanan nantinya akan dilanjutkan pada
mikrokontroler atmega328 dan akan
menghidupkan kipas secara otomatis dan
akan ditampilkan pada layar lcd sebagai
informasi kondisi ruangan, Metedologi
penelitian yang digunakan adalah metode
penelitian bidang hardware programming.
Kelebihan dari sistem pengatur kipas
dengan sensor asap ini adalah memudahkan
user dapat mudah membersihakan udara
ruangan yang bersap yang dihasilkan dari
asap pembakaran atau asp rokok yang
berbahaya dan monitoring kondisi ruangan
yang akan ditampilkan pada sebuah lcd yang
terintegrasi dengan komponen sensor asap
dan mikrokontreler atmega328, Kekurangan
dari sistem ini adalah adanya waktu kalibrasi
yang menyebabkan sistem saat diaktifkan
akan terjadi peroses inisalisan sensor asap
dengan ruangan karena jarak sensitive dari
sensor sangat terbatas hanya sekitar 1 meter
dan faktor cuaca/udara ruangan sangat
berpengaruh terhadap kepekatan kadar asap.
6.2 SARAN
Pengembangan sitem dari model
pengatur kecepatan kipas menggunkan
sensor asap berbasis arduino uno ini ialah
dapat mengganti sensor asap MQ2 yang
model terbaru yang lebih sensitive dengan
jarak radius yang lebih jauh. Sistem ini juga
dapat dengan menambahakan GSM shild
agar dapat memonitoring ruangan dari jarak
jangkauan dari sistem dapat lebih jauh dari
jangkauan yang dihasilkan untuk memberi
informasi keserver untuk kondisi dan kadar
asap didalam ruangan.
DAFTAR PUSTAKA
M Hudi. 2012. Rancang Bangun Sistem
Pengendali Kadar Asap Pada Smoking Area
Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535.
Universitas
Pembangunan
Nasional
"Veteran" Jawa Timur
Fajri Septria Agung. 2012. Sistem Deteksi
Asap Rokok pada Ruangan Bebas Asap
Rokok dengan Keluaran juara.Teknik
Komputer. AMIK GI MDP.
V Ginting. 2014. Sistem Pengendalian Asap
Rokok Multikanal Dengan Menggunakan
Pwm Berbasis Mikrokontroler Atmega 8.
FISIKA FMIPA USU
M Aldi F. 2013. Perancangan dan
Pembuatan Alat Pengurai Asap Rokok pada
Smoking Room Menggunakan Kontroler
PID. Universitas Brawijaya
Moch. Rifai Syambera. 2014. Pengertian
dari sensor asap mq-2 menurt ahli. Teknik
Elektronika, Universitas Politeknik Negeri
Semarang
Abdullah E. 2010. Rancang Bangun
Pengatur Kecepatan Kipas Pembuangan
Menggunakan Sensor Asap Af30 Berbasis
Mikrokontroler Atmega8535. Universitas
Diponegoro Semarang.