Alat Ukur Kualitas Udara Menggunakan Sen

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR

GAS MQ 135 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega16A

PROJECT AKHIR 1

MAULANA UBAIDILLAH

NIM : 122411005

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR

GAS MQ 135 BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega16A

PROJECT AKHIR 1

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Jurusan

D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

i

PERSETUJUAN

Yang bertanda tangan di bawah ini, Dosen Pembimbing Projek Akhir 1 Menyatakan bahwa

Laporan projek akhir 1 :

Dengan judul:

“ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS MQ 135

BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega16A”

Telah selesai diperiksa dan dinyatakan selesai, serta dapat diajukan dalam sidang pertanggung

jawaban laporan projek akhir 1.

Diluluskan di

Medan, 29 Januari 2015

Ketua Derpartemen Dosen Pembimbing

D3 Metrologi dan Instrumentasi Projek Akhir 1

Dr. Diana Alemin Barus M.Sc Dr. Diana Alemin Barus M.Sc

NIP. 19660729 199203 2 002 NIP. 19660729 199203 2 002

ii

PERNYATAAN

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS MQ 135

BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega16A

PROJECT AKHIR 1

Saya mengakui bahwa projek akhir 1 ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa

kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Februari 2015

MAULANA UBAIDILLAH

122411005

iii

PENGHARGAAN

Alhamdulillahirabbil’alamiin,

Puji syukur Penulis panjatkan Kehadirat Allah SWT. Yang Maha Menguasai dan

Maha Menggerakkan hati serta anggota tubuh setiap makhluknya, sehingga Penulis dapat

menyelesaikan penulisan laporan Project Akhir 1 ini dan tidak lupa shalawat serta salam

Penulis panjatkan kepada junjunan Nabi Muhammad SAW yang kita harapkan syafa’atnya di

akhirat kelak.

Laporan ini disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan

Diploma III pada program studi Metrologi dan Instrumentasi di Fakultas Matematika dan

Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. Pada project akhir 1 ini Penulis

mengambil judul :

ALAT UKUR KUALITAS UDARA MENGGUNAKAN SENSOR GAS MQ 135

BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMega16A

Penulis sangat menyadari keterbatasan yang dimiliki, karena terselesaikannya penyusunan

laporan ini tidak terlepas dari bantuan serta dukungan dari berbagai pihak kepada Penulis.

Untuk itu, izinkanlah Penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua penulis dan serta saudara kandung yang telah memberikan dukungan,

bantuan moril maupun materil, semangat dan yang selalu mendo’akan penulis.

2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan

Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam serta telah menjadi

dosen pembimbing dalam penulisan laporan project 1 ini.

3. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam.

4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Departeman Fisika Fakultas

Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam.

5. Seluruh Dosen dan Pegawai Program Studi Diploma Tiga (III) Metrologi dan

Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Sumatera Utara.

6. Seluruh teman-teman jurusan D3 Metrologi dan Instrumentasi angkatan 2012 yang telah

membantu dan memberikan dukungan untuk menyelesaikan laporan ini.

7. Seluruh pihak yang membantu penulis dalam menyelesaikan laporan ini yang tidak dapat

disebutkan seluruhnya.

iv

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan laporan ini masih jauh dari

kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang

bersifat membangun dalam penyempurnaan laporan ini.

Semoga laporan ini menjadi amal jariyah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu

yang bermanfaat bagi pembaca.

Amin Yaa Rabbal’alamin

Medan, Februari 2015

Hormat Saya,

Penulis

v

ABSTRAK

Polusi udara menjadi masalah penting yang dapat mengancam kehidupan manusia. Banyak

aktifitas-aktifitas manusia yang menyebabkan terjadinya polusi udara. Oleh sebab itu,

diperlukan suatu monitoring tingkat polusi udara untuk mengetahui indeks polusi udara di

kawasan tersebut dalam rangka mempertahankan kadar polutan di bawah nilai ambang

batasnya. Untuk mengetahui kadar gas polutan dengan menggunakan sensor gas MQ-135

yang peka terhadap kualitas udara. Dan untuk tampilan indeks menggunakan LCD dan secara

software dengan komunikasi serial yang sebelumnya di proses oleh mikrokontroller. Sistem

ini diharapkan mampu memberikan solusi terhadap masalah pencemaran udara karena biaya

yang diperlukan terjangkau dibanding dengan alat dari badan lingkungan hidup. Project Akhir

1 ini dilakukan perancangan dan pembuatan alat monitoring polusi udara dengan sensor MQ-

135 diimplementasikan pada sebuah miniplant berbasis mikrokontroller.

Kata Kunci : Sensor gas MQ-135, Mikrokontroler ATMega16, LCD.

vi

ABSTRACT

Air pollution is an important problem that can threaten human life. Many human activities

that cause air pollution. Therefore, we need a monitoring air pollution levels to determine the

index of air pollution in the region in order to maintain the levels of pollutants below the

threshold value. To determine levels of pollutant gases by using the MQ-135 gas sensors are

sensitive to air quality. And to the LCD display using the previous index in the process by the

microcontroller. The system is expected to provide a solution to the problem of air pollution

due to the cost of the required affordable compared by means of the environmental agency.

Final Project 1 is to design and manufacture of air pollution monitoring with sensor MQ-135

is implemented in a microcontroller-based miniplant.

Keyword: Gas Sensor MQ-135, Microcontroller ATMega16, LCD.

vii

DAFTAR ISI

PERSETUJUAN .............................................................................................................. i

PENYATAAN .................................................................................................................. ii

PENGHARGAAN ........................................................................................................... iii

ABSTRAK ........................................................................................................................ v

ABSTRACT ..................................................................................................................... vi

BAB 1 PENDAHULUAN ................................................................................................ 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................................... 1

1.3 Tujuan Penulisan ........................................................................................................ 1

1.4 Batasan Masaalah ...................................................................................................... 2

1.5 Sistematika Penulisan ................................................................................................ 2

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ...................................................................................... 4

2.1 Pencemaran Lingkungan ............................................................................................ 4

2.2 Sumber Daya Udara ................................................................................................... 5

2.3 Sensor Gas MQ-135 ................................................................................................... 6

2.3.1 Konektor dan Pengaturan Jumper ................................................................. 7

2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Gas MQ-135 ............................................................... 7

2.4 Mikrokontroler ATMega 16 ...................................................................................... 9

2.4.1 Arsitektur ATMEGA16 ................................................................................ 10

2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega 16 ........................................................................ 11

2.4.3 Sistem Clock AVR ATMega16 .................................................................... 11

2.4.4 Konfigurasi PIN ATmega16 ......................................................................... 12

2.4.5 Peta Memori ATMega16 .............................................................................. 13

2.4.6 Memori Data (SRAM) .................................................................................. 14

2.4.7 Memori Data EEPROM ............................................................................... 15

2.4.8 Analog To Digital Converter ........................................................................ 15

2.5 LCD (Liquid Crystal Display) ................................................................................... 17

2.5.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display) ........................................................ 18

2.6 Mode Transmisi Port Serial ...................................................................................... 19

2.7 Konfigurasi Port Serial ............................................................................................. 20

2.8 IC MAX232 .............................................................................................................. 21

2.9 Bahasa C ................................................................................................................... 22

viii

2.10 CodeVisionAVR ..................................................................................................... 23

BAB 3 PERANCANGAN SISTEM .............................................................................. 27

3.1 Diagram Blok Rangkaian ........................................................................................... 27

3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 16 .................................................................... 27

3.3 Perancangan Sensor Gas MQ-135 ............................................................................. 28

3.4 Pengaplikasian LCD .................................................................................................. 29

3.5 Flowchart Sensor ....................................................................................................... 30

BAB 4 ANALISIS DAN PENGUJIAN ........................................................................... 32

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega16 .................................................... 32

4.2 Pengujian Sensor Gas MQ-135 ................................................................................ 33

4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 ....................................... 35

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 36

5.1 Kesimpulan ................................................................................................................ 36

5.2 Saran .......................................................................................................................... 36

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Lampiran 1 : Program Mikrokontroller

Lampiran 2 : Foto Alat

Lampiran 3 : Tampilan GUI di komputer

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 (a) Sensor MQ-135 dan (b) Skematik Sensor MQ-135 .............................. 3

Gambar 2.2 Cara Kerja Kendali ON/OFF Sensor Gas ................................................... 8

Gambar 2.3 Blok Diagram ATMega 16 ......................................................................... 11

Gambar 2.4 Pin-pin Pada ATMega 16 ............................................................................ 12

Gambar 2.5 Peta Memori ATMega16 ............................................................................ 14

Gambar 2.6 ADC Control and Status Register A – ADCSRA ....................................... 15

Gambar 2.7 ADC Multiplexer ........................................................................................ 16

Gambar 2.8 Register SFIOR ........................................................................................... 16

Gambar 2.9 LCD (Liquid Crystal Display) .................................................................... 18

Gambar 2.10 Pengiriman huruf A tanpa bit paritas ........................................................ 20

Gambar 2.11 Port Serial .................................................................................................. 20

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin IC MAX232 ..................................................................... 22

Gambar 2.13 Tampilan Layout Schematic Eagle 6.5.0 ................................................... 23

Gambar 2.14 CodeVisionAVR ....................................................................................... 25

Gambar 3.1 Diagram Blok Sistem .................................................................................. 27

Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem Minimum ................................................. 27

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega16 ...................................................... 28

Gambar 3.4 Rangkaian Sistim minimum dengan sensor Gas ......................................... 28

Gambar 3.5 Rangkaian skematik dari LCD ke Mikrokontroller .................................... 29

Gambar 3.6 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD ...................... 29

Gambar 3.7 Flowchart Sensor ........................................................................................ 30

Gambar 4.1 Pengujian Mikrokontroler ........................................................................... 32

x

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Udara Bersih ................................................................................. 5

Tabel 2.2 Udara Bersih dan Udara Tercemar Menurut WHO ......................................... 5

Tabel 2.2 Konektor dan Pengaturan Jumper ................................................................... 7

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port B ..................................................................................... 12

Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port C ...................................................................................... 13

Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port D ...................................................................................... 13

Tabel 2.6 Peta memory data ATMega 16 ....................................................................... 14

Tabel 2.7 Konfigurasi Clock ADC ................................................................................. 16

Tabel 2.8 Pemilihan sumber picu ADC .......................................................................... 17

Tabel 2.9 Deskripsi Pin Pada LCD ................................................................................ 18

Tabel 2.10 Konfigurasi Port Serial ................................................................................. 20

Tabel 2.11 Fungsi IC MAX232 ...................................................................................... 22

Tabel 3.1 Susunan Keterangan LED ............................................................................... 31

Tabel 4.1 Data Pendeteksian Gas CO2 di Udara ............................................................. 33

Tabel 4.2 Data Pendeteksian Asap Rokok ...................................................................... 33

Tabel 4.3 Data Pendeteksian Kertas yang dibakar ......................................................... 33

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pencemaran udara dewasa ini semakin menampakkan kondisi yang sangat

memprihatinkan. Sumber pencemaran udara dapat berasal dari berbagai kegiatan antara lain

industri, transportasi, perkantoran, dan perumahan. Berbagai kegiatan tersebut merupakan

kontribusi terbesar dari pencemar udara yang dibuang ke udara bebas. Sumber pencemaran

udara juga dapat disebabkan oleh berbagai kegiatan alam, seperti kebakaran hutan, gunung

meletus, gas alam beracun, dan lain-lain. Dampak dari pencemaran udara tersebut adalah

menyebabkan penurunan kualitas udara, yang berdampak negatif terhadap kesehatan manusia.

Pertumbuhan pembangunan seperti industri, transportasi, dan lain-lain disamping

memberikan dampak positif namun disisi lain akan memberikan dampak negatif dimana salah

satunya berupa pencemaran udara dan kebisingan baik yang terjadi didalam ruangan (indoor)

maupun di luar ruangan (outdoor) yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan

terjadinya penularan penyakit. Udara sendiri adalah salah satu kebutuhan manusia, selain

makanan, sandang, rumah, dan sebagainya. Udara sangat berpengaruh pada kesehatan

manusia, terutama udara di luar ruangan; kualitas udara yang buruk dapat menyebabkan

penyakit pada manusia. Kualitas udara yang buruk dapat ditemui di kawasan industri atau

jalan raya yang padat. Oleh karena itu, diperlukan kegiatan yaitu pengukuran kualitas udara.

1.2 Rumusan Masalah

Pada laporan project ini membahas tentang pendeteksian kadar udara yang terdiri sensor

gas MQ-135, Mikrokontroler ATMega 16 sebagai pengontrolnya beserta software

pemrogramannnya, LCD sebagai display hasil pengukuran dan display GUI dengan

komputer.

1.3 Tujuan Penulisan

Penulisan laporan proyek ini adalah untuk :

1. Sebagai salah satu syarat untuk dapat menyelesaikan program Diploma Tiga (D-III)

Metrologi dan Instrumentasi FMIPA Universitas Sumatera Utara.

2. Pengembangan kreatifitas mahasiswa dalam bidang ilmu instrumentasi pengontrolan dan

elektronika sebagai bidang yang diketahui.

2

3. Merancang suatu alat pengukuran kualitas udara dan kemudian ditampilkan pada LCD

dengan menggunakan Mikrokontroler ATMega 16.

4. Penulis ingin memberikan penjelasan tentang penggunaan dan cara kerja alat ukur

kualitas udara menggunakan sensor gas MQ-135 yang Berbasis Mikrokontroler

ATMega16.

1.4 Batasan Masalah

Dalam penulisan Laporan Project Akhir 1 ini, dibuat suatu batasan-batasan dengan maksud

memudahkan analisis yng dibutuhkan dalam rangka pemecahan masalah. Adapun batasannya

yaitu sebagai berikut :

1. Sensor gas MQ-135 hanya digunakan untuk mendeteksi kualitas udara.

2. Perancangan perangkat keras (hardware) yang terdiri dari mikrokontroler ATMega 16,

sensor gas MQ-135, dan LCD 16x2 karakter.

3. Bahasa pemrograman yang digunakan pada mikrokontroler adalah bahasa C.

4. Display atau penampil nilai data menggunakan LCD (liquid crystal display) dan GUI.

5. Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega 16.

1.5 Sistematika Penulisan

Dalam penyusunan Laporan Project Akhir 1 ini, pembahasan mengenai sistem alat yang

dibuat dibagi menjadi lima bab dengan sistematika sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan pembahasan, metodologi

pembahasan, sistematika penulisan dan relevansi dari penulisan laporan ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk

pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain

tentang Mikrokontroler ATMega 16, sensor gas MQ-135 dan prinsip kerjanya,

software pendukung dan bahasa program yang digunakan.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

3

BAB IV : ANALISIS DAN PENGUJIAN

Membahas tentang uji coba alat yang telah dibuat, pengoperasian dan spesifikasi alat

dan lain-lain.

BAB V : PENUTUP

KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi kesimpulan yang diperoleh dari pembuatan laporan project akhir 1 ini dan

saran-saran untuk pengembangannya.

DAFTAR PUSTAKA

Pada bagian ini akan dipaparkan tentang sumber-sumber literatur yang digunakan

dalam pembutan laporan project akhir 1 ini.

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pencemaran Lingkungan

Pencemaran lingkungan merupakan masalah yang sangat serius bagi seluruh penduduk di

dunia. Karena, banyak dampak yang akan diperoleh akibat tidak terpeliharanya lingkungan

hidup. Pencemaran lingkungan dapat menyebabkan penurunan kualitas udara, penyakit akibat

tercemarnya udara, perubahan iklim atau cuaca di lingkungan tertentu yang jika dibiarkan

pada akhirnya dapat berujung dengan kematian massal.

Polusi atau pencemaran lingkungan sendiri dapat diartikan masuknya atau dimasukkannya

makhluk hidup, zat energi, dan atau komponen lain ke dalam lingkungan, atau berubahnya

tatanan lingkungan oleh kegiatan manusia atau oleh proses alam sehingga kualitas lingkungan

turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan lingkungan menjadi kurang atau tidak

dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. (Undang-undang Pokok Pengelolaan

Lingkungan Hidup No. 4 Tahun 1982).

Perubahan iklim merupakan salah satu dampak akibat adanya pencemaran lingkungan.

Pencemaran lingkungan merupakan salah satu masalah penting yang sedang dihadapi oleh

penduduk di dunia dan Indonesia saat ini, dimana permasalahan tersebut semakin meningkat

sejalan dengan peningkatan jumlah penduduk, pertumbuhan ekonomi dan pertukaran

penduduk di kota-kota besar.

Dampak negatif akibat menurunnya kualitas udara cukup berat terhadap lingkungan

terutama kesehatan manusia yaitu dengan menurunnya fungsi paru, peningkatan penyakit

pernapasan, dampak karsinogen dan beberapa penyakit lainnya. Selain itu pencemaran udara

dapat menimbulkan bau, kerusakan materi, gangguan penglihatan dan dapat menimbulkan

hujan asam yang merusak lingkungan.

Untuk mengantisipasi dan menanggulangi dampak pencemaran udara terhadap kesehatan

manusia maupun lingkungan perlu adanya upaya-upaya nyata dari semua pihak baik instansi

pemerintah, swasta, perguruan tinggi dan masyarakat luas sesuai dengan bidang tugas masing-

masing. Upaya penanggulangan pencemaran udara pada dasarnya ditujukan untuk

meningkatkan mutu udara untuk kehidupan.

5

2.2 Sumber Daya Udara

Udara merupakan salah satu unsur alam yang pokok bagi makhluk hidup yang ada di

muka bumi terutama manusia. Tanpa udara yang bersih maka manusia akan terganggu

terutama kesehatannya yang pada akhirnya dapat menyebabkan kematian. Udara dikatakan

normal dan dapat mendukung kehidupan manusia apabila komposisinya seperti tersebut

dalam table di bawah ini. Sedangkan apabila terjadi penambahan gas-gas lain yang

menimbulkan gangguan serta perubahan komposisi tersebut, maka dikatakan udara sudah

tercemar/terpolusi.

Kualitas udara ambien dari suatu daerah ditentukan oleh daya dukung alam daerah

tersebut serta jumlah sumber pencemaran atau beban pencemaran dari sumber yang ada di

daerah tersebut. Zat-zat yang dikeluarkan oleh sumber pencemar ke udara dan dapat

mempengaruhi kualitas udara antara lain gas Nitrogen Oksida (NOx), Sulfur Dioksida (SO2),

debu serta kandungan Timah Hitam (Pb) dalam debu.

Tabel 2.1 Komposisi Udara Bersih

Jenis gas Formula Konsentrasi

(% volume) Ppm

1. Nitrogen N2 78,08 780,800

2. Oksigen O2 20,95 209,500

3. Argon Ar 0,934 9,340

4. Carbon

Dioksida CO2 0,0314 314

5. Neon Ne 0,00812 18

6. Helium He 0,000524 5

7. Methana CH4 0,0002 2

8. Krypton Kr 0,000114 1

Sumber : Environmental Chemistry, Air and Water Pollution

Tabel 2.2 Udara Bersih dan Udara Tercemar Menurut WHO

Parameter Udara Bersih Udara Tercemar

Bahan Partikel 0,01 – 0,02 mg/m3 0,07 – 0,7 mg/m3

SO2 0,003 – 0,02 ppm 0,02 – 2 ppm

CO < 1 ppm 5 – 200 ppm

NO2 0,003 – 0,02 ppm 0,02 – 0,1 ppm

CO2 310 – 330 ppm 350 – 0,1 ppm

Hidrokarbon < 1 ppm 1 – 20 ppm

2.3 Sensor Gas MQ-135

MQ-135 Air Quality Sensor adalah sensor yang memonitor kualitas udara untuk

mendeteksi gas amonia (NH3), natrium-(di)oksida (NOx), alkohol / ethanol (C2H5OH),

benzena (C6H6), karbondioksida (CO2), gas belerang / sulfur-hidroksida (H2S) dan asap / gas-

gas lainnya di udara. Sensor ini melaporkan hasil deteksi kualitas udara berupa perubahan

nilai resistensi analog di pin keluarannya. Pin keluaran ini bisa disambungkan dengan pin

6

ADC (analog-to-digital converter) di mikrokontroler / pin analog input Arduino dengan

menambahkan satu buah resistor saja (berfungsi sebagai pembagi tegangan / voltage divider).

Gambar 2.1 Sensor Gas MQ-135

Spesifikasi Sensor MQ-135 :

1. Sumber catu daya menggunakan tegangan 5 Volt.

2. Menggunakan ADC dengan resolusi 10 bit.

3. Tersedia 1 jalur output kendali ON/OFF.

4. Pin Input/Output kompatibel dengan level tegangan TTL dan CMOS.

5. Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

6. Signal instruksi indikator output;

7. Output Ganda sinyal (output analog, dan output tingkat TTL);

8. TTL output sinyal yang valid rendah; (output sinyal cahaya rendah, yang dapat diakses

mikrokontroler IO port)

9. Analog Output dengan meningkatnya konsentrasi, semakin tinggi konsentrasi,

semakin tinggi tegangan;

10. Memiliki umur panjang dan stabilitas handal;

11. karakteristik pemulihan respon cepat.

2.3.1 Konektor dan Pengaturan Jumper

Tabel 2.3 Konektor dan Pengaturan Jumper

Pin Nama Fungsi

1 GND Titik referensi untuk catu daya input

2 VCC Terhubung ke catu daya (5 V)

3 RX TTL Input serial level TTL ke modul Sensor

4 TX Output serial level TTL ke modul Sensor

5 SDA I2C-bus data input / output

6 SCL I2C-bus clock input

7

2.3.2 Prinsip Kerja Sensor Gas MQ-135

Pada modul sensor gas MQ-135 terdapat 2 buah LED indikator yaitu LED indikator

merah dan LED indikator hijau. Pada saat power-up, LED merah akan berkedip sesuai

dengan alamat I2C modul. Jika alamat I

2C adalah 0xE0 maka LED indikator akan berkedip 1

kali. Jika alamat I2C adalah 0xE2 maka LED indikator akan berkedip 2 kali. Jika alamat I

2C

adalah 0xE4 maka LED indikator akan berkedip 3 kali dan demikian seterusnya sampai

alamat I2C 0xEE maka LED indikator akan berkedip 8 kali.

Pada saat power-up, LED hijau akan berkedip dengan cepat sampai kondisi pemanasan

sensor dan hasil pembacaan sensor sudah stabil. Waktu yang diperlukan untuk mencapai

kondisi stabil berbeda-beda untuk tiap sensor yang digunakan tergantung pada kecepatan

respon sensor dan kondisi heater pada sensor. Jika kondisi stabil sudah tercapai, maka LED

hijau akan menyala tanpa berkedip. Pada kondisi operasi normal (setelah kondisi power-up),

LED merah akan menyala atau padam sesuai dengan hasil pembacaan sensor dan mode

operasi yang dipilih. Sedangkan selama hasil pembacaan sensor stabil, LED hijau akan tetap

menyala dan hanya berkedip pelan (tiap 1 detik) jika ada perubahan konsentrasi gas.

Modul sensor juga memiliki 1 pin output open collector yang status logikanya akan

berubah-ubah, sesuai dengan hasil pembacaan sensor gas dan batas atas serta batas bawah

yang telah ditentukan. Pin output ini dapat dihubungkan dengan aktuator (exhaust atau alarm)

sehingga modul ini dapat berfungsi sebagai pemonitor konsentrasi gas secara mandiri. Modul

ini akan membaca nilai konsentrasi gas secara otomatis, membandingkan dengan batas-batas

nilai yang telah diatur dan kemudian mengubah status logika pin output kendali ON/OFF

sesuai dengan mode operasi yang digunakan.

Ada 2 mode operasi yang dapat tersedia, yaitu mode operasi Hysterisis :

1. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih kecil dari pada batas bawah, maka pin output

akan Off (Transistor Open Collector berada pada keadaan Cut-off dan LED indikator

merah tidak menyala).

2. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih besar dari pada batas atas, maka pin output

akan On (Transistor Open Collector berada pada keadaan Saturasi dan LED indikator

merah menyala).

3. Jika nilai sensor hasil konversi ADC sama dengan atau berada di antara batas atas dan

batas bawah, maka logika pin output tidak berubah (jika sebelumnya Off, maka akan tetap

Off atau jika sebelumnya On akan tetap On).

8

Pada mode operasi Window:

1. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih kecil dari pada batas bawah, maka pin output


merah menyala).

2. Jika nilai sensor hasil konversi ADC lebih besar dari pada batas atas, maka pin output


merah menyala).

3. Jika nilai sensor hasil konversi ADC sama dengan atau berada di antara batas atas dan

batas bawah, maka logika pin output akan Off (Transistor Open Collector berada pada

keadaan Cut-off dan LED indikator merah tidak menyala).

Jika sumber nilai batas yang dipilih adalah menggunakan variabel resistor pada modul

sensor, maka mode operasi yang bisa berlaku hanya mode operasi Hysterisis. Nilai variabel

resistor akan digunakan sebagai nilai batas atas. Sedangkan nilai batas bawah akan selalu

bernilai 50 poin di bawah nilai batas atas. Jika sumber nilai batas yang dipilih adalah

menggunakan nilai yang tersimpan pada EEPROM modul sensor, maka mode operasi yang

bisa berlaku adalah mode operasi Hysterisis dan modeoperasi Window. Nilai batas atas, nilai

batas bawah, dan mode operasi, dapat diatur melalui antarmuka UART TTL atau I2C dengan

menggunakan bahasa pemrograman.

Berikut ini ilustrasi cara kerja kendali ON/OFF menggunakan modul sensor gas dengan

nilai batas atas sebesar 450 dan nilai batas bawah sebesar 350.

Gambar 2.2 Cara Kerja Kendali ON/OFF Sensor Gas

2.4 Mikrokontroler ATMega 16

Mikrokontroler, sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau

pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada

terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Mikrokontroler dapat dikatakan adalah sebuah IC

yang dapat diprogram berulang kali, baik ditulis atau dihapus (Agus Bejo, 2007). Biasanya

9

digunakan untuk pengontrolan otomatis dan manual pada perangkat elektronika.

Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian

yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari

CPU, RAM, EEPROM, I/O, TIMER, dan lain-lain.

Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya

dikemas dalam satu chip IC (Intergrated Circuit) sehingga sering juga disebut single chip

microcomputer, yang masuk dalam katagori embedded komputer. Suatu kontroler digunakan

untuk mengontrol suatu proses atau aspek-aspek dari lingkungan. Satu contoh aplikasi dari

mikrokontroler adalah untuk memonitor rumah. Ketika suhu naik kontroler membuka jendela

dan sebaliknya. Pada masanya, kontroler dibangun dari komponen-komponen logika secara

keseluruhan, sehingga menjadikannya besar dan berat. Setelah itu barulah dipergunakan

mikroprosesor sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB yang cukup kecil. Hingga

saat ini masih sering kita lihat kontroler yangdikendalikan oleh mikroprosesor biasa (Zilog

Z80, Intel 8088, Motorola 6809, dsb).

Salah satu mikrokontroler yang saat ini banyak digunakan adalah mikrokontroler AVR.

AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan

arsitektur Harvard, yang dibuat Atmel pada tahun1996. AVR yang mempunyai kepanjangan

Advanced Versatile RISC atau Alf and Vegard’s Processor yang berasal dari nama dua

mahasiswa Norwegian Institute of Technology (NTH), yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard

Wollan.

AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan

mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih cepat

dikarenakan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih cepat

dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC (Complex

Instruction Set Compute) dimana mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12 siklus clock untuk

mengeksekusi 1 instruksi. Selain itu, mikrokontroler AVR memiliki fitur yang lengkap (ADC

Internal, EEPROM Internal, Timer/Counter, Watchdog Timer, PWM, Port I/O, Komunikasi

Serial, Komparator, I2C, dan lain-lain), sehingga dengan fasilitas yang lengkap ini,

programmer dan desainer dapat menggunakannya untuk berbagai aplikasi sistem elektronika

seperti robot, otomasi industri, peralatan telekomunikasi, dan berbagai keperluan lain. Secara

umum mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga

AT90Sxx, ATMega, dan Attiny.

Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri

atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja,

register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda

10

dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengen

prosesornya (in chip).

2.4.1 Arsitektur ATMEGA16

Mikrokontroler ini menggunakan arsitektur Harvard yang memisahkan memori program

dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data

dapat dilakukan secara bersamaan (concurrent). Secara garis besar mikrokontroler

ATMega16 terdiri dari :

1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16MHz.

2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte

3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.

4. CPU yang terdiri dari 32 buah register

5. User interupsi internal dan eksternal

6. Bandar antarmuka SPI dan Bandar USART sebagai komunikasi serial

7. Fitur Peripheral

Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare

Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode

capture

Real time counter dengan osilator tersendiri

Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog

8 kanal, 10 bit ADC

Byte-oriented Two-wire Serial Interface

Watchdog timerdengan osilator internal

11

Gambar 2.3 Blok Diagram ATMega 16

2.4.2 Konfigurasi Pin ATMega 16

Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan kemasan 40-pin dapat dilihat pada

Gambar 2.2. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pena untuk masing-

masing Port A, Port B, Port C, dan Port D.

2.4.3 Sistem Clock AVR ATMega16

Mikrokontroler, mempunyai sistem pewaktuan CPU, 12 siklus clock. Artinya setiap 12

siklus yang dihasilkan oleh ceramic resonator maka akan menghasilkan satu siklus mesin.

Nilai ini yang akan menjadi acuan waktu operasi CPU. Untuk mendesain sistem

12

mikrokontroler kita memerlukan sistem clock, sistem ini bisa di bangun dari clock eksternal

maupun clock internal.

2.4.4 Konfigurasi PIN ATmega16

Gambar 2.4 Pin-pin Pada ATMega 16

Konfigurasi pin ATMega 16 dengan kemasan 40 pin DIP (Dual Inline Package) dapat

dilihat pada Gambar 2.1. Dari gambar diatas dapat dijelaskan fungsi dari masing-masing pin

ATMega 16 sebagai berikut :

1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya.

2. GND merupakan pin Ground

3. Port A (PA0 – PA7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu

merupakan pin masukan ADC

4. Port B (PB0 – PB7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu

merupakan pinkhusus, seperti dapat dilihat pada tabel dibawah ini.

Tabel 2.4 Fungsi Khusus Port B

Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output)

PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input)

PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3 AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)

PB2 AIN0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter1 External Counter Input)

PB0 T0 (Timer/Counter External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

13

5. Port C (PC0 – PC7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu


Tabel 2.5 Fungsi Khusus Port C

Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2)

PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1)

PC5 TDI (JTAG Test Data In)

PC4 TDO (JTAG Data Out)

PC3 TMS (JTAG Test Mode Select)

PC2 TCK (Joint Test Action Group Test Clock)

PC1 SDA ( Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)

PC0 SCL ( Two-wire Serial Bus Clock Line)

6. Port D (PD0 – PD7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu


Tabel 2.6 Fungsi Khusus Port D

Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output)

PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match

Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match

Output)

PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input)

PD1 TXD (USART Output Pin)

PD0 RXD (USART Input Pin)

7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler.

8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal

9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.4.5 Peta Memori ATMega16

Arsitektur ATMega16 mempunyai dua memori utama, yaitu memori data dan memori

program. Selain itu, ATMega16 memiliki memori EEPROM untuk menyimpan data.

ATMega16 memiliki 16 Kbyte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk

menyimpan program. Instruksi ATMega16 semuanya memiliki format 16 atau 32 bit, maka

memori flash diatur dalam 8K x 16 bit. Memori flashdibagi kedalam dua bagian, yaitu bagian

14

program bootdan aplikasi seperti terlihat pada di bawah. Bootloader adalah program kecil

yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke

dalam memori prosesor.

Gambar 2.5 Peta Memori ATMega16

2.4.6 Memori Data (SRAM)

Memori data AVR ATMega16 terbagi menjadi 3 bagian, yaitu 32 register umum, 64

buah register I/O dan 1 Kbyte SRAM internal. General purpose register menempati alamat

data terbawah, yaitu $00 sampai $1F. Sedangkan memori I/O menempati 64 alamat

berikutnya mulai dari $20 hingga $5F. Memori I/O merupakan register yang khusus

digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai fitur mikrokontroler seperti kontrol

register, timer/counter , fungsi-fungsi I/O, dan sebagainya. 1024 alamat berikutnya mulai dari

$60 hingga $45F digunakan untuk SRAM internal.

15

Tabel 2.7 Peta memory data ATMega 16

Register file Data address space

R0 $0000

R1 $0001

R2 $0002

… …

R29 $000D

R30 $000E

R31 $000F

I/O Registers

$00 $0020

$01 $0021

$02 $0022

… …

$3D $005D

$3E $005E

$3F $005F

Internal SRAM

$0060

$0061

…

$045E

$045F

2.4.7 Memori Data EEPROM

ATMega16 terdiri dari 512 byte memori data EEPROM 8 bit, data dapat ditulis/dibaca

dari memori ini, ketika catu daya dimatikan, data terakhir yang ditulis pada memori EEPROM

masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat

nonvolatile. Alamat EEPROM mulai dari $000 sampai $1FF.

2.4.8 Analog To Digital Converter

AVR ATMega16 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC

internal dengan resolusi 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC dapat dikonfigurasi, baik single

endedinput maupun differentialinput. Selain itu, ADC ATMega16 memiliki konfigurasi

pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau (noise)yang amat

fleksibel sehingga dapat dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan dari ADC itu sendiri.

ADC pada ATMega16 memiliki fitur-fitur antara lain :

Resolusi mencapai 10-bit

Akurasi mencapai ± 2 LSB

Waktu konversi 13-260µs

8 saluran ADC dapat digunakan secara bergantian

16

Jangkauan tegangan input ADC bernilai dari 0 hingga VCC

Disediakan 2,56V tegangan referensi internal ADC

Mode konversi kontinyu atau mode konversi tunggal

Interupsi ADC complete

Sleep Mode Noise canceler

Proses inisialisasi ADC meliputi proses penentuan clock, tegangan referensi, formal data

keluaran, dan modus pembacaan. Register-register yang perlu diatur adalah sebagai berikut:

ADC Control and Status Register A – ADCSRA

Gambar 2.6 ADC Control and Status Register A – ADCSRA

ADEN : 1 = adc enable, 0 = adc disable

ADCS : 1 = mulai konversi, 0 = konversi belum terjadi

ADATE : 1 = auto trigger diaktifkan, trigger berasal dari sinyal yang dipilih (set pada

trigger SFIOR bit ADTS). ADC akan start konversi pada edge positif sinyal

trigger.

ADIF : diset ke 1, jika konversi ADC selesai dan data register ter-update. Namun

ADC Conversion Complete Interrupt dieksekusi jika bit ADIE dan bit-I

dalam register SREG diset.

ADIE : diset 1, jika bit-I dalam register SREG di-set.

ADPS[0..2] : Bit pengatur clock ADC, faktor pembagi 0 … 7 = 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128.

Tabel 2.8 Konfigurasi Clock ADC

ADPS2 ADPS1 ADPS0 Division Factor

0 0 0 2

0 0 1 2

0 1 0 4

0 1 1 8

1 0 0 16

1 0 1 32

1 1 0 64

1 1 1 128

• ADC Multiplexer-ADMUX

Gambar 2.7 ADC Multiplexer

17

REFS 0, 1 : Pemilihan tegangan referensi ADC

00 : Vref = Aref

01 : vref = AVCC dengan eksternal capasitor pada AREF

10 : vref = internal 2.56 volt dengan eksternal kapasitor pada AREF

ADLAR : Untuk setting format data hasil konversi ADC, default = 0

• Special Function IO Register-SFIOR

SFIOR merupakan register 8 bit pengatur sumber picu konversi ADC, apakah dari picu

eksternal atau dari picu internal, susunannya seperti yang terlihat pada gambar berikut :

Gambar 2.8 Register SFIOR

ADTS[0...2] : Pemilihan trigger (pengatur picu) untuk konversi ADC, bit-bit ini akan

berfungsi jika bit ADATE pada register ADCSRA bernilai 1. Konfigurasi bit ADTS[0...2]

dapat dilihat pada Tabel di bawah ini.

Tabel 2.9 Pemilihan sumber picu ADC

ADPS2 ADPS1 ADPS0 Trigger source

0 0 0 Free Running Mode

0 0 1 Analog Comparator

0 1 0 External Interrupt Request 0

0 1 1 Timer/Counter0 Compare Match

1 0 0 Timer/Counter0 Overflow

1 0 1 Timer/Counter Compare Match B

1 1 0 Timer/Counter1 Overflow

1 1 1 Timer/Counter1 Capture Event

ADHSM : 1. ADC high speed mode enabled. Untuk operasi ADC, bit ACME, PUD,

PSR2 dan PSR10 tidak diaktifkan.

2.5 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal

cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat

elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD

yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi

sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun

fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris

18

2. Mempunyai 192 karakter tersimpan

3. Terdapat karakter generator terprogram

4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit

5. Dilengkapi dengan back light.

6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.

7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.

8. Catu daya +5 Volt DC.

9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem

mikrokontroler/mikroprosesor lain.

Gambar 2.9 LCD (Liquid Crystal Display)

Tabel 2.10 Deskripsi Pin Pada LCD

Pin Deskripsi

1 Ground

2 Vcc

3 Pengatur kontras

4 “RS” Instruction/Register Select

5 “R/W” Read/Write LCD Registers

6 “EN” Enable

7-14 Data I/O Pins

15 Vcc

16 Ground

2.5.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display)

Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah “0”. Bus data terdiri dari 4-bit atau 8-bit.

Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana

terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini

sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD.

Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada

satu waktu.

Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya

8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya).

19

Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan

data ke LCD. Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high “1”

dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke

jalur data bus.

Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke “0” dan tunggu beberapa saat (tergantung

pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high “1”. Ketika jalur RS berada dalam kondisi

low “0”, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi

khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll). Ketika RS dalam kondisi high atau “1”,

data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk

menampilkan huruf “A” pada layar maka RS harus diset ke “1”. Jalur kontrol R/W harus

berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila

R/W berada dalam kondisi high “1”, maka program akan melakukan query (pembacaan) data

dari LCD.

Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya

merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W

selalu diset ke “0”. Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih

pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel

baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi

interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.

Mode 8-bit sangat baik digunakan ketika kecepatan menjadi keutamaan dalam sebuah

aplikasi dan setidaknya minimal tersedia 11 pin I/O (3 pin untuk kontrol, 8 pin untuk

data).Sedangkan mode 4 bit minimal hanya membutuhkan 7-bit (3 pin untuk kontrol, 4 pin

untuk data). Bit RS digunakan untuk memilih apakah data atau instruksi yang akan ditransfer

antara mikrokontroller dan LCD. Jika bit ini di set (RS = 1), maka byte pada posisi kursor

LCD saat itu dapat dibaca atau ditulis. Jika bit ini di reset (RS = 0), merupakan instruksi yang

dikirim ke LCD atau status eksekusi dari instruksi terakhir yang dibaca.

2.6 Mode Transmisi Port Serial

Ada 2 macam cara komunikasi data serial yaitu Sinkron dan Asinkron. Pada komunikasi

data serial sinkron, clock dikirimkan bersama sama dengan data serial, tetapi clock tersebut

dibangkitkan sendiri-sendiri baik pada sisi pengirim maupun penerima. Sedangkan pada

komunikasi serial asinkron tidak diperlukan clock karena data dikirimkan dengan kecepatan

tertentu yang sama baik pada pengirim/penerima.

Pada IBM PC kompatibel port serialnya termasuk jenis asinkron. Komunikasi data serial

ini dikerjakan oleh UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Pada UART,

20

kecepatan pengiriman data dan fase clock pada sisi transmitter dan sisi receiver harus sinkron.

Untuk itu diperlukan sinkronisasi antara transmitter dan receiver. Hal ini dilakukan oleh bit

“Start” dan bit “Stop”. Ketika saluran transmisi dalam keadaan idle, output UART adalah

dalam keadaan logika “1”.

Ketika transmitter ingin mengirimkan data, output UART akan diset dulu ke logika “0”

untuk waktu satu bit. Sinyal ini pada receiver akan dikenali sebagai sinyal “Start” yang

digunakan untuk mensinkronkan fase clock-nya sehingga sinkron dengan fase clock

transmitter. Selanjutnya data akan dikirimkan secara serial dari bit yang paling rendah (bit0)

sampai bit tertinggi. Selanjutnya akan dikirimkan sinyal “Stop” sebagai akhir dari pengiriman

data serial. Sebagai contoh misalnya akan dikirimkan data huruf “A” dalam format ASCII

atau sama dengan 41 hexa.

Gambar 2.10 Pengiriman huruf A tanpa bit paritas

Kecepatan transmisi (baud rate) dapat dipilih bebas dalam rentang tertentu. Baud rate

yang umum dipakai adalah 110, 135, 150, 300, 600, 1200, 2400, dan 9600 (bit/perdertik).

Dalam komunikasi data serial, baud rate dari kedua alat yang berhubungan harus diatur pada

kecepatan yang sama. Selanjutnya harus ditentukan panjang data (6,7 atau 8 bit), paritas

(genap, ganjil, atau tanpa paritas) dan jumlah bit “Stop” (1, 1 ½ , atau 2 bit). Berikut ini

adalah karakteristik sinyal port serial, flow control dan konfigurasi port serial.

2.7 Konfigurasi Port Serial

Konektor DB-9 pada bagian belakang komputer adalah port serial RS232 yang biasa

dinamai dengan COM1 dan COM2.

Gambar 2.11 Port Serial

21

Tabel 2.11 Konfigurasi Port Serial

Pin Nama Sinyal Direction Keterangan

1 DCD In Data Carrier Detect/Receive Line Signal

Detect

2 RxD In Receive Data

3 TxD Out Transmit Data

4 DTR Out Data Terminal Ready

5 GND - Ground

6 DSR In Data Set Ready

7 RTS Out Request to Send

8 CTS In Clear to Send

9 RI In Ring Indicator

Berikut ini keterangan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9:

1. Received Line Signal Detect, dengan saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa

pada terminal masukan ada data masuk.

2. Receive Data, digunakan DTE untuk menerima data dari DCE.

3. Transmit Data, digunakan DTE untuk mengirimkan data ke DCE.

4. Data Terminal Ready, pada saluran ini DTE memberitahukan kesiapan terminalnya.

5. Signal Ground, saluran ground

6. DCE ready adalah sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.

7. Request to Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE.

8. Clear to Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai

mengirim data.

9. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahukan ke DTE bahwa sebuah stasiun

menghendaki hubungan dengannya.

2.8 IC MAX232

Untuk dapat berhubungan dengan PC, mikrokontroler harus membutuhkan komponen

tambahan baik komunikasi paralel maupun serial. Pada pembuatan project akhir 1 ini yang

digunakan adalah komunikasi serial. Pada mikrokontroler sendiri terdapat buffer yang dapat

digunakan sebagai pendukung proses komunikasi tersebut. Pada saat ini banyak komponen

yang dapat digunakan untuk pendukung proses komunikasi tersebut, salah satu contohnya

adalah maxim232.

Maxim232 berfungsi sebagai perantara antara mikrokontroler dengan port serial, karena

mikrokontroler tidak dapat mengirim data begitu saja maka diperlukan maxim232. di dalam

IC terdapat charge pump yang akan membangkitkan +10 Volt dan -10 Volt dari sumber +5

Volt tunggal dalam IC DIP (Dual in-line Package) 16 pin (8 pin x 2baris) ini terdapat 2 buah

22

transmiter dan dua buah receiver. Jadi IC ini berfungsi sebagai perantara karena maxim232

hanya menerima data dari mikrokontroler untuk kemudian dikirim ke pc melalui DB9.

Maxim232 mempunyai 16 kaki yang terdiri untuk keperluan port serial, komunikasi

mikrokontroler dengan maxim. Letak dari masing-masing port diperlihatkan pada gambar di

bawah ini.

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin IC MAX232

Tabel 2.12 Fungsi IC MAX232

Pin Type Keterangan

Nama No.

C1+ 1 - Positive lead of C1 capacitor

V+ 2 0 Positive charge pump output for storage capacitor only

C1- 3 - Negative lead of C1 capacitor

C2+ 4 - Positive lead of C2 capacitor

C2- 5 - Negative lead of C2 capacitor

V- 6 0 Negative charge pump output for storage capacitor only

T2OUT, T1OUT 7, 14 0 RS232 line data output (to remote RS232 system)

R2IN, R1IN 8, 13 1 RS232 line data input (from remote RS232 system)

R2OUT, R1OUT 9, 12 0 Logic data output (to UART)

T2IN, T1IN 10, 11 1 Logic data input (to UART)

GND 15 - Ground

Vcc 16 - Supply Voltage, Connect to external 5V power supply

2.9 Bahasa C

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang dapat dikatakan berada antara bahasa tingkat

rendah (bahasa yang berorientasi pada mesin) dan bahasa tingkat tinggi (bahasa yang

berorientasi pada manusia). Seperti yang diketahui, bahasa tingkat tinggi mempunyai

kompatibilitas antara platform. Karena itu, amat mudah untuk membuat program pada

berbagai mesin. Berbeda halnya dengan menggunakan bahasa mesin, sebab setiap perintahnya

sangat bergantung pada jenis mesin.

23

Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C

adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok.

Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang

ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program

lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI (American

National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.jenis mesin.

Pembuat bahasa C adalah Brian W. Kernighan dan Dennis M. Ritchie pada tahun 1972. C

adalah bahasa pemrograman terstruktur, yang membagi program dalam bentuk blok.

Tujuannya untuk memudahkan dalam pembuatan dan pengembangan program. Program yang

ditulis dengan bahasa C mudah sekali dipindahkan dari satu jenis program ke bahasa program

lain. Hal ini karena adanya standarisasi bahasa C yaitu berupa standar ANSI ( American

National Standar Institut) yang dijadikan acuan oleh para pembuat kompiler.

Kelebihan Bahasa C:

- Bahasa C tersedia hampir di semua jenis computer.

- Kode bahasa C sifatnya adalah portable dan fleksibel untuk semua jenis computer.

- Bahasa C hanya menyediakan sedikit kata-kata kunci. hanya terdapat 32 kata

kunci.

- Proses executable program bahasa C lebih cepat

- Dukungan pustaka yang banyak.

- C adalah bahasa yang terstruktur

- Bahasa C termasuk bahasa tingkat menengah

Penempatan ini hanya menegaskan bahwa c bukan bahasa pemrograman yang berorientasi

pada mesin. yang merupakan ciri bahasa tingkat rendah. melainkan berorientasi pada obyek

tetapi dapat dinterprestasikan oleh mesin dengan cepat. secepat bahasa mesin. inilah salah

satu kelebihan c yaitu memiliki kemudahan dalam menyusun programnya semudah bahasa

tingkat tinggi namun dalam mengesekusi program secepat bahasa tingkat rendah.

Kekurangan Bahasa C:

- Banyaknya operator serta fleksibilitas penulisan program kadang-kadang

membingungkan pemakai.

- Bagi pemula pada umumnya akan kesulitan menggunakan pointer.

2.10 CodeVisionAVR

CodeVisionAVR merupakan sebuah cross-compiler C, Integrated Development

Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler

buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95,

24

98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua

perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan

tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan

kebutuhan pada sistem embedded.

File object COFF hasil kompilasi dapat digunakan untuk keperluan debugging pada

tingkatan C, dengan pengamatan variabel, menggunakan debugger Atmel AVR Studio. IDE

mempunyai fasilitas internal berupa software AVR Chip In-System Programmer yang

memungkinkan Anda untuk melakukan transfer program kedalam chip mikrokontroler setelah

sukses melakukan kompilasi/asembli secara otomatis. Software In-System Programmer

didesain untuk bekerja dengan Atmel STK500/AVRISP/AVRProg, Kanda Systems

STK200+/300, Dontronics DT006, Vogel Elektronik VTEC-ISP, Futurlec JRAVR dan

MicroTronics ATCPU/Mega2000 programmers/development boards.

Untuk keperluan debugging sistem embedded, yang menggunakan komunikasi serial,

IDE mempunyai fasilitas internal berupa sebuah Terminal. Selain library standar C,

CodeVisionAVR juga mempunyai library tertentu untuk:

Modul LCD alphanumeric

Bus I2C dari Philips

Sensor Suhu LM75 dari National Semiconductor

Real-Time Clock: PCF8563, PCF8583 dari Philips, DS1302 dan DS1307 dari

Maxim/Dallas Semiconductor

Protokol 1-Wire dari Maxim/Dallas Semiconductor

Sensor Suhu DS1820, DS18S20, dan DS18B20 dari Maxim/Dallas Semiconductor

Termometer/Termostat DS1621 dari Maxim/Dallas Semiconductor

EEPROM DS2430 dan DS2433 dari Maxim/Dallas Semiconductor

SPI

Power Management

Delay

Konversi ke Kode Gray

CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama

CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua

instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut:

Set-up akses memori eksternal

Inisialisasi port input/output

Inisialisasi interupsi eksternal

25

Inisialisasi Timer/Counter

Inisialisasi Watchdog-Timer

Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan

oleh interupsi

Inisialisasi Pembanding Analog

Inisialisasi ADC

Inisialisasi Antarmuka SPI

Inisialisasi Antarmuka Two-Wire

Inisialisasi Antarmuka CAN\

Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real-

Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307

Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20

Inisialisasi modul LCD

Gambar 2.13 CodeVisionAVR

26

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

3.1 Diagram Blok Rangkaian

DETEKSI

GAS

SENSOR GAS

MQ-135ATMEGA 16 MAX 232 USB to DB9 PC

DISPLAY

LCD

CATU DAYA

Gambar 3.2 Diagram Blok Sistem

Fungsi Tiap Blok :

1. Blok Deteksi Gas : Sebagai elemen yang diukur

2. Blok Sensor Gas MQ-135 : Sebagai input/data gas yang diukur

3. Block Catu daya : Sebagai sumber tegangan

4. Blok ATmega 16 : Sebagai pengkonversi data dari sensor

5. Blok Display : Sebagai penampil hasil pengukuran

6. Blok Serial : Port serial sebagai interface ke PC

7. Blok PC : Penampil hasil/ data yang terakhir

3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega16

Rangkaian layout PCB sistem minimum Mikrokontroler ATMega 16 dapat dilihat

pada gambar di bawah. Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh

sistem yang ada. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat

berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 11.0592 MHz

dan dua buah kapasitor 22 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler

ATMega 16 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Untuk men-download

perintah ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler

dihubungkan ke konektor dimana konektor akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP

Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

27

Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman

mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon. Port

I/O yang digunakan untuk projek ini terdiri dari : Port A digunakan untuk interfacing LCD

16x2, dan Pin PC1 dan PC0 untuk interfacing sensor gas MQ 135.

3.3 Desain PCB dengan Software Eagle 6.5.0

Untuk mendesain PCB dapat digunakan software EAGLE 6.5.0 yang dapat di-download

di internet secara gratis. Cara menggunakan software ini terlebih dahulu yang dikerjakan

adalah mendesain skematik rangkaian, setelah itu memindahkannya ke dalam bentuk board

dan mendesain tata letak komponen sesuai keinginan tetapi harus sesuai jalur rangkaiannya

agar rangkaian dapat berfungsi sesuai dengan skematiknya. Setelah itu didesain layout PCB

nya, barulah siap di-print dan di-transfer ke PCB. Pada proses pentransferan layout ke PCB

dapat digunakan kertas Transfer Paper.

Gambar 3.2 Rangkaian Keseluruhan Sistem Minimum

28

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega16

3.4 Perancangan Sensor Gas MQ-135

Perancangan sensor dengan mikrokontroller ATMega16 dapat di lihat pada gambar

dibawah ini :

Gambar 3.4 Rangkaian Sistim minimum dengan sensor Gas

Dari gambar skematik diatas dapat dilihat bahwa sensor gas MQ-135 dihubungkan ke IC

mikrokontroller dengan memperhatikan konektor dari keduanya. Terdapat 4 pin di sensor gas

yang dihubungkan ke ATMega16 yaitu : Pin SCL,SDA, Vcc, dan GND. Pin SCL

dihubungkan ke kaki 22 ATMega16 sebagai PC0, Pin SDA dihubungkan ke kaki 23 sebagai

29

PC1, Pin Vcc dihubungkan ke kaki 10 sebagai Vcc dan Pin GND dihubungkan ke kaki 11

sebagai Ground.

3.5 Pengaplikasian LCD

Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD (liquid crystal display) ke

mikrokontroler dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

ATMEGA16A

PA

0

PA

1

PA

2

PA

4

PA

6

PA

5

PA

7

5 V

Gambar 3.5 Rangkaian skematik dari LCD ke Mikrokontroller

Gambar 3.6 Rangkaian skematik konektor yang dihubungkan dari LCD

30

3.6 Flowchart Sensor

SISTEM AKTIF

INISIALISASI

SENSOR

MODE SENSITIVITAS

TINGGI

PEMBACAAN

SENSOR

APAKAH UDARA

TERCEMAR?

UDARA BERSIH POLUSI UDARA

BERHENTI

TIDAK

YA

Gambar 3.7 Flowchart Sensor

31

Penjelasan Flowchart :

Pada gambar 3.6 :

1. Inisialisasi Sensor (Sensor Warm-up)

Pada saat power-on maka rangkaian akan berada dalam kondisi warm-up dengan

waktu kurang lebih 3-5 menit untuk menyetabilkan tegangan dan kondisi sensor.

2. Mode Sensitivitas Tinggi (Initial High-Sensitive Operation)

Rangkaian bekerja dengan sensitivitas yang lebih tinggi dari keadaan normalnya

selama kurang lebih 3 menit setelah periode warm-up dan sensor lebih peka.

3. Operasi Normal

Dalam keadaan ini sistem bekerja normal. Jika terdeteksi adanya polusi maka

sistem akan mengeluarkan sinyal yang diterjemahkan ke dalam nyala LED.

Mikroprosesor terus memantau perubahan dari sensor gas dan perubahan pada

tombol – tombol pilihan mode. Input didapat dari sensor gas sebagai pendeteksi

kualitas udara. Mikroprosesor akan memproses lebih lanjut input tegangan yang

didapat dari sensor dan kemudian akan memutuskan apakah kondisi udara saat ini

bersih atau terpolusi. Tampilan LED akan menunjukkan tingkat polusi udara saat

ini.

4. Indikator LED

Digunakan sebagai penunjuk tingkat kualitas udara, yang nyalanya diatur oleh

mikroprosesor, tampilan LED akan menunjukkan kondisi udara saat ini.

32

BAB IV

ANALISIS DAN PENGUJIAN

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega16

Pengujian pada rangkaian mikrokontroler ATMega16 ini dapat dilakukan dengan

menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian power supply sebagai sumber tegangan atau

baterai 9V. Kaki 40 dihubungkan dengan sumber tegangan 5 volt, sedangkan kaki 20

dihubungkan dengan ground. Kemudian tegangan pada kaki 40 diukur dengan menggunakan

Voltmeter. Dari hasil pengujian didapatkan tegangan pada kaki 40 sebesar 4,85 volt. Langkah

selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler ATMega16, program

yang diberikan adalah sebagai berikut:

#include <mega16a.h>

#include <delay.h>

#include <stdio.h>

while (1)

{

// Place your code here

PORTC=0x00;

Delay_ms(1000);

PORTC=0xFF;

Delay_ms(1000);

}

Pada pengujian ini dikarena pemrograman menggunakan mode ISP (In System

Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada mikrokontroler dan

rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian

ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader

yaitu ATMega16A dan pemrograman dapat berjalan dengan baik, seperti contoh berikut ini :

Gambar 4.1 Pengujian Mikrokontroler

33

4.2 Pengujian Sensor Gas MQ-135

Rangkaian sensor ini telah diuji di beberapa tempat yang menunjukkan tingkat kualitas

udara di daerah tersebut. Pengujian dilakukan dengan pendeteksian gas CO2 di udara. Data

yang di peroleh adalah sebagai berikut :

Tabel 4.1. Data Pendeteksian Gas CO2 di Udara

No. Satuan (ppm) CO2 ref (ppm) Waktu

(menit) LED Indikator Status

1 325 314 10 Hijau Bersih





Rata-Rata 318,8 ppm

Tabel 4.2 Data Pendeteksian Asap Rokok

No. Satuan (ppm) Waktu (sekon) LED Indikator Status

1 744 5 Merah Tercemar





Rata-rata 656 ppm

Tabel 4.3 Data Pendeteksian Kertas yang dibakar

No. Satuan (ppm) Waktu (sekon) LED Indikator Status






Rata-rata 737,2 ppm

Dari hasil pengujian (tabel 4.1) yang telah dilakukan, dapat dilihat bahwa kualitas udara

dari beberapa pengujian berbeda-beda. ini dibuktikan dengan satuan ppm (part per million).

Pembacaan sensor juga dipengaruhi oleh waktu kerja sensor tersebut. Sensor akan

membutuhkan waktu yang relatif untuk menyetabilkan tegangan dan kondisi sensor.

34

Berdasarkan pada tabel 2.1 komposisi udara bersih (Sumber : Environmental Chemistry,

Air and Water Pollution) dapat dilihat bahwa untuk menentukan suatu lingkungan berstatus

bersih ambien untuk gas CO2 sebesar 314 ppm. Sedangkan pada hasil pengujian pada tabel 4.2

dan tabel 4.3, dapat dilihat bahwa konsentrasi asap rata-rata sebesar 737,2 ppm dan

konsentrasi asap rokok rata-rata sebesar 656 ppm dengan kondisi LED merah yang

menyatakan udara tercemar. Maka, dapat disimpulkan bahwa asap dari kertas yang dibakar

lebih berbahaya dibandingkan dengan asap rokok.

Cara kerja sensor :

Dapat di simpulkan bahwa cara kerja sensor ini mendeteksi gas yang akan menimbulkan

tegangan berbentuk sinyal selanjutnya di baca oleh mikrokontroller guna di konversi ke kode

ASCII selanjutnya data di kirim ke PC melalui serial port dan di tampilkan di LCD.

Pengujian sistem secara keseluruhan ini dilakukan dengan menggabungkan semua

peralatan ke dalam sebuah system yang terintegrasi. Tujuannya untuk mengetahui bahwa

rangkaian yang dirancang telah bekerja sesuai yang diharapkan, lalu diberi arus melalui

baterai 9V yang dihubungkan ke IC regulator sehingga menghasilkan tegangan sebesar 5 volt

diteruskan ke rangkaian system minimum dan sensor.

Data hasil pengukuran, Pada data ini terdapat perbedaan antara data yang didapat dari

nilai yang tertera dengan data yang dihasilkan oleh alat, dimana data yang dihasilkan oleh alat

memiliki % deviasi = hal ini dapat dilihat dari hasil analisis yang diperoleh :

% kesalahan = ∣ 𝐷𝑎𝑡𝑎 𝑡𝑒𝑟𝑢𝑘𝑢𝑟 − 𝐷𝑎𝑡𝑎 𝑅𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖

𝐷𝑎𝑡𝑎 𝑅𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑠𝑖 100%

Untuk Kesalahan Pendeteksian Gas CO2 di Udara

1. Untuk 325 ppm

% kesalahan = 325 – 314

314 x 100 % = 3,58 %

2. Untuk 316 ppm

% kesalahan = 330 – 314

314 x 100 % = 5,09 %

3. Untuk 299 ppm

% kesalahan = 299 − 314

314 x 100 % = 4,77 %

4. Untuk 323 ppm

% kesalahan = 323 − 314

314 x 100 % = 2,86 %

5. Untuk 324 ppm

35

% kesalahan = 324 − 314

314 x 100 % = 3,18 %

Rata - rata kesalahan = persen total keseluruhan

𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑝𝑒𝑛𝑔𝑢𝑗𝑖𝑎𝑛 x 100 %

= 3,58+5,09+4,77+2,86+3,18

5 x 100 %

= 6,49 %

4.3 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16

Pengetesan ini bertujuan untuk mengetahui LCD tersebut dapat berfungsi menampilkan

pesan-pesan sesuai dengan proses yang dibuat.

Listing program pengetesan LCD :

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("maulana Metrologi");

delay_ms(3000);

lcd_clear();

Perintah di atas menampilkan teks "maulana Metrologi". Program diatas dapat di

compile dengan C-Compiler CodeVision AVR. Dengan tertampilnya teks yang dibuat

tersebut dapat dikatakan LCD bekerja dengan baik.

36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran kualitas udara dengan sensor MQ-135,

maka dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Sistem memerlukan tegangan yang stabil. Sehingga harus membutuhkan waktu yang

relatif lebih lama untuk mencapai kestabilan.

2. Dari pengujian yang telah dilakukan, rata-rata pendeteksian gas CO2 sebesar 318,8 ppm,

asap rokok sebesar 656 ppm, dan kertas yang dibakar sebesar 737,2 ppm.

3. Mikroprosesor mempunyai sistem pemrosesan sinyal yang baik sehingga tidak

memerlukan rangkaian kompensasi untuk mengatasi gangguan sensor terhadap temperatur

dan kelembaban udara luar.

4. Sensor ini hanya dapat mendeteksi perubahan kualitas udara

5. Berdasarkan hasil pengujian yang telah dilakukan, maka rata-rata kesalahan alat tersebut

sebesar 6,49 %.

6. Rangkaian sensor kualitas udara ini dapat dimanfaatkan sebagai kontrol ventilasi ruangan

dengan penggunaan yang mudah dan hasil yang baik.

5.2 Saran

Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:

1. Perlu pendalaman lebih lanjut mengenai pemrosesan sinyal jika kita ingin membuat

sendiri rangkaian sensor kualitas udara.

2. Diperlukan pengkalibrasian alat lebih lanjut agar pengukuran terhadap kualitas udara lebih

akurat.

3. Alat ini dapat dikembangkan dengan menambahkan alarm detector jika gas yang dideteksi

berbahaya/berpolusi.

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Bejo, Agus. 2005. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler

ATMega8535 . Edisi Pertama. Yogyakarta: Penerbit Gava Media.

[2]. Agfianto Eko Putra, Teknik antar muka computer : konsep & aplikasi, Penerbit Graha

Ilmu, Yogyakarta, 2002

[3]. Charles L. Philips, Royce D. Harbor, Sistem Kontrol, Penerbit PT Prenhallindo, Jakarta,

[4]. Arisman, Dr., MB, Gizi dalam daur kehidupan, Penerbit Buku kedokteran EGC,

DEPKES, 1996

[5]. Retna Prasetia dan Catur Edi Widodo,Teori dan Praktek Interfacing Port Parallel &

Port Serial Komputer dengan VB 6.0, Penerbit Andi Yogyakarta

[6]. Suhata, ST, VB Sebagai Pusat Kendali Peralatan Elektronik, Penerbit Elex Media

Komputindo, Jakarta, 2005.

[7]. Budiharto, Widodo. 2005. Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler Perancangan

Sistem dan Aplikasi Mikrokontroler.PT Elex media Komputindo, Jakarta.

[8]. http://innovativeelectronics.com. Diakses pada : 20 Desember 2014

[9]. http://biologyeastborneo.com/wp-content/uploads/2011/09/Indeks-Kualitas-Udara.ppt

Diakses pada : 23 Januari 2015

[10]. http://sir.stikom.edu/569/5/BAB%20II.pdf. Diakses pada 23 Januari 2015

[11]. http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/ZainalArifin,Dr.M.T/BukuPPK.doc

Diakses pada : 5 Desember 2014

http://innovativeelectronics.com/

http://biologyeastborneo.com/wp-content/uploads/2011/09/Indeks-Kualitas-Udara.ppt

http://sir.stikom.edu/569/5/BAB%20II.pdf

http://staff.uny.ac.id/sites/default/files/pendidikan/ZainalArifin,Dr.M.T/BukuPPK.doc

LAMPIRAN 1

Program Mikrokontroller

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.05.3 Standard

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 11/12/2013

Author : user

Company : free

Comments:

Chip type : ATmega16

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 8,000000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

#include <mega16a.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD functions

#include <alcd.h>

#include <i2c.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

// Declare your global variables here

unsigned int bacaNilaiSensorI2C(unsigned char alamatI2C) {

unsigned int sensor;

i2c_start();

i2c_write(alamatI2C);

i2c_write(0x41);

i2c_stop();

delay_us(10);

i2c_start();

i2c_write(alamatI2C|0x01);

sensor = i2c_read(1);

sensor = sensor*256 + i2c_read(0);

i2c_stop();

return sensor;

}

void main(void)

{

// Declare your local variables here

unsigned int sensor;

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization



PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

// Port C initialization



PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization



PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;



// Clock value: Timer1 Stopped

// Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;



// Clock value: Timer2 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC2 output: Disconnected

ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

/// USART initialization

// Communication Parameters: 8 Data, 1 Stop, No Parity

// USART Receiver: On

// USART Transmitter: On

// USART Mode: Asynchronous

// USART Baud Rate: 9600

UCSRA=(0<<RXC) | (0<<TXC) | (0<<UDRE) | (0<<FE) | (0<<DOR) | (0<<UPE) |

(0<<U2X) | (0<<MPCM);

UCSRB=(0<<RXCIE) | (0<<TXCIE) | (0<<UDRIE) | (1<<RXEN) | (1<<TXEN) |

(0<<UCSZ2) | (0<<RXB8) | (0<<TXB8);

UCSRC=(1<<URSEL) | (0<<UMSEL) | (0<<UPM1) | (0<<UPM0) | (0<<USBS) |

(1<<UCSZ1) | (1<<UCSZ0) | (0<<UCPOL);

UBRRH=0x00;

UBRRL=0x47;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC disabled

ADCSRA=0x00;

// SPI initialization

// SPI disabled

SPCR=0x00;

// TWI initialization

// TWI disabled

TWCR=0x00;

// Alphanumeric LCD initialization

// Connections are specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTA Bit 7

// RD - PORTA Bit 6

// EN - PORTA Bit 5

// D4 - PORTA Bit 4

// D5 - PORTA Bit 2

// D6 - PORTA Bit 1

// D7 - PORTA Bit 0

// Characters/line: 16

i2c_init();

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("maulana Metrologi");

delay_ms(3000);

lcd_clear();

while (1)

{

// Place your code here

sensor = bacaNilaiSensorI2C(0xE0);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Data = ");

lcd_putchar(sensor/1000 %10 + 0x30);



lcd_putchar(sensor %10 + 0x30);

delay_ms(500);

// printf("data=%.2d",sensor);

printf("%d \n\r",sensor);

}

}

LAMPIRAN 2

FOTO ALAT

LAMPIRAN 3

TAMPILAN GUI DI KOMPUTER

Alat Ukur Kualitas Udara Menggunakan Sen

Documents

Transcript of Alat Ukur Kualitas Udara Menggunakan Sen