1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Rokok adalah hasil olahan tembakau terbungkus termasuk cerutu atau

bentuk lainnya yang dihasilkan dari tanaman Nicotiana tabacum, Nicotiana rustica

dan spesies lainnya atau sintetisnya yang mengandung nikotin dan tar dengan atau

tanpa bahan tambahan. Setiap batang rokok yang dinyalakan akan mengeluarkan

lebih 4.000 bahan kimia beracun yang membahayakan. Zat-zat beracun yang

terdapat dalam rokok antara lain adalah Karbon monoksida (CO), Nikotin, Tar,

Hidrogen Sianida/HCN, Hidrogen sulfida, Asam Format dan masih banyak lagi.

Asap rokok yang terhirup tidak hanya berbahaya bagi si perokok tapi juga bagi

perokok pasif,yaitu orang yang tidak merokok tapi ikut menghirup asap rokok

tersebut.

Rokok mengandung kurang lebih 4000 lebih elemen-elemen dan setidaknya 200 diantaranya berbahaya bagi kesehatan. Racun utama pada rokok

adalah tar, nikotin, dan karbonmonoksida. Selain itu, dalam sebatang rokok juga

mengandung bahan-bahan kimia lain yang tak kalah beracunnya. Februari, 2, 2009 dikutip Teyhirafarms blog.

Tidak jarang kita jumpai ruangan yang penuh dengan asap rokok, sehingga

ruangan menjadi pengap, bahkan di ruangan yang sebenarnya terdapat larangan

untuk merokok. Ada beberapa kemungkinan seseorang tetap merokok di ruangan

yang sebenarnya terdapat larangan untuk merokok, antara lain orang tersebut tidak

sadar bahwa ruangan itu adalah area bebas asap rokok, sudah mengetahui

larangan tersebut tetapi sengaja merokok, tidak ada peringatan atau teguran dari

orang- orang di sekitarnya ,dan beberapa kemungkinan lainnya.

Oleh sebab itu dibutuhkan suatu alat pendeteksi asap rokok di suatu

ruangan. Dalam penelitian ini direalisasikan suatu alat pendeteksi asap rokok pada

ruangan. Alat ini terdiri dari 3 blok, yaitu blok input, proses dan blok output.

Pada blok input digunakan sensor asap rokok AF-30 yang mempunyai tingkat

sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas yaitu Hidrogen dan Ethanol yang

dianggap mewakili gas-gas yang terkandung dalam asap rokok. Jika sensor

tersebut mendeteksi keberadaan gas-gas tersebut diudara dengan tingkat

konsentrasi tertentu, maka sensor akan menganggap terdapat asap rokok di udara.

Sedangkan pada blok proses digunakan mikrokontroller AVR-AT Mega 8535

yang digunakan untuk memproses sinyal input dari sensor menjadi dua output.

Output pertama dihubungkan dengan relay yang berfunsgi sebagai saklar On/Off

alarm, output kedua dihubungkan dengan LCD untuk menampilkan berapa kadar

asap rokok yang terukur pada ruangan tersebut.

2

Tujuan dan Manfaat

Adapun tujuan gagasan dibuatnya alat ini adalah :

1. Dapat merancang sistem pendeteksi asap rokok pada ruangan dengan sensor AF 30 dan mikrokontroler AVR AtMega 8535.

2. Dapat mengukur konsentarsi asap rokok daalm suatu ruangan. Adapun manfaat dari gagasan ini adalah :

1. Bagi Individu: i. Meningkatkan kepedulian akan keadaan masyarakat ;

ii.Membantu mengembangkan keahlian dalam bidang ilmu yang

dimiliki;

2. Bagi Kelompok: i.Menghasilkan suatu karya yang bermanfaat bagi masyarakat;

ii.Meningkatkan kerja sama antar anggota dalam melaksanakan tugas;

3. Bagi Masyarakat; i.Meningkatkan kepedulain masyarakat akan bahaya asap rokok;

ii.Meningkatkan kepedulian kesehatan pada masyarakat .

GAGASAN

Dalam melakukan gagasan ini, diperlukan pemahaman terhadap beberapa

telaah pustaka atau teori yang berkaitan, yang antara lain adalah sebagai berikut:

Kondisi Saat Ini

Saat ini tidak jarang kita jumpai ruangan yang penuh dengan asap rokok, sehingga ruangan menjadi pengap, bahkan di ruangan yang sebenarnya terdapat

larangan untuk merokok. Ada beberapa kemungkinan seseorang tetap merokok di

ruangan yang sebenarnya terdapat larangan untuk merokok, antara lain orang

tersebut tidak sadar bahwa ruangan itu adalah area bebas asap rokok, sudah

mengetahui larangan tersebut tetapi sengaja merokok, atau tidak ada peringatan

atau teguran dari orang- orang di sekitarnya ,dan beberapa kemungkinan lainnya.

Asap rokok yang terhirup tidak hanya berbahaya bagi si perokok tapi juga bagi

perokok pasif,yaitu orang-orang, termausk bayi dan anak - anak di sekitar yang

tidak merokok tapi ikut menghirup asap rokok tersebut.

3

Gambar 1 Kandungan pada Asap Rokok

Rokok mengandung kurang lebih 4000 lebih elemen-elemen dan setidaknya 200 diantaranya berbahaya bagi kesehatan. Racun utama pada rokok

adalah tar, nikotin, dan karbonmonoksida. Selain itu, dalam sebatang rokok juga

mengandung bahan-bahan kimia lain yang tak kalah beracunnya. Februari, 2, 2009 dikutip Teyhirafarms blog. Hal ini bisa menjadi salah satu bukti akan bahaya asap rokok yang terhirup oleh tubuh kita.

Solusi yang Sudah Ada Sebelumnya

Saat ini solusi yang sering dijumpai adalah adanya ruangan khusus

perokok Smoking Area di tempat tempat umum, namun tidak jarang masih banyak kita jumpai perokok yang merokok di sembarang tempat seperti di rumah

sakit, perkantoran dan ruangan ruangan ber-AC lainnya. Papan papan berisi peringatan AREA BEBAS ROKOK, NO SMOKING, dan yang lainnya seolah hanya menjadi slogan saja. Hal ini bisa saja terjadi karena tidak adanya suatu alat

yang bisa mendeteksi keberadaan asap rokok pada ruangan secara otomatis

sekaligus memberikan warning kepada si perokok tersebut.

Solusi yang Ditawarkan

Saat ini belum ada suatu alat yang bisa mendeteksi keberadaan asap rokok

pada suatu ruangan. Dengan adanya alat pendeteksi asap rokok otomatis ini

diharapkan bisa mengurangi jumlah perokok yang merokok di ruangan bebas

asap rokok. Alat ini didesain untuk bisa memberikan warning berupa bunyi alarm

ketika terdeteksi adanya asap rokok di ruangan tersebut. Jadi sistemnya hampir

sama dengan pendeteksi beban dalam lift, ketika beban didalam lift melewati

batas maksimum maka akan terdengar suara alarm berbunyi secara otomatis. Alat

ini nantinya bisa ditempatkan di tempat-tempat umum yang seharusnya bebas

asap rokok termasuk di ruangan ber-AC.

4

Langah-langkah Strategis Implementasi

Sistem yang akan dirancang merupakan rangkaian yang melibatkan beberapa

komponen elektronika dengan fungsinya masing-masing. Untuk memperoleh hasil

rangkaian yang efektif, maka diperlukan pendeteksian dan analisa rangkaian dengan

membandingkan teori yang ada. Dari data atau informasi atau telaah pustaka yang sudah

ada didapat data sebagai berikut.

1. Satu buah IC mikrokontroler AVR ATMega8535 sebagai pengendali utama. 2. Tampilan LCD dengan ukuran 2 x 16. 3. Cigarette smoke sensor type AF30 4. Rangkaian konfigurasi pin-pin sensor 5. Sumber tegangan (Power Supply) 6. Source code dengan bahasa C untuk mikrokontroler AVR ATMega8535 digunakan untuk mengolah data yang didapat dari pendeteksi.

Catu Daya

Sensor Af 30 Miktokontroler

Relay Sirene

LCD

Gambar. 2 Blok Diagram Rangkaian

Prinsip Kerja Sistem

Prinsip kerja dari alat pendeteksi konsentrasi asap rokok pada ruangan ini

adalah Cigarette smoke sensor type AF30 mendeteksi keberadaan gas-gas yang

dianggap mewakili asap rokok, yaitu gas Hydrogen dan Ethanol, tapi dalam

penelitian ini hanya dirancang untuk mendeteksi gas Hydrogen saja. Ketika sensor

mendeteksi keberadaan gas maka resistansi elektrik sensor akan turun. Dengan

memanfaatkan prinsip kerja dari sensor AF-30 ini, kandungan gas dapat diukur.

Gambar satu adalah grafik tingkat sensitifitas sensor AF-30 terhadap gas tersebut.

5

Gambar .3 Correlation Between H2 and Cigarette Smoke

Karena perubahan resistansi sensor sulit untuk diukur maka dibuat

rangkaian pembagi tegangan,sehingga nilai yang terukur adalah tegangan. Dengan

rumus pembagi tegangan yaitu

Vout =

+ Vcc, dimana ;

Vout = tegangan keluaran sensor yang terukur

RL = Resistor Variabel (5 K) Vcc = Tegangan catuan (5 Volt)

R gas = Resistansi sensor (nilai yang dicari)

maka resistansi sensor dapat diketahui (R gas).

Nilai R gas kemudian dibandingkan dengan nilai Rair, yaitu nilai resistansi udara

bersih. Rair ini didapat dari pendeteksian sensor pada waktu pagi hari, antara

pukul 03.00 04.00. Setelah nilai y (Rgas / Rair) diketahui,maka dengan persamaan Y= - 0,09 In (X) + 0,554, maka konsentrasi gas Hidrogen yang dalam

hal ini mewakili konsentrasi asap rokok dapat diukur dalam satuan ppm.

Ketika terdapat asap rokok di suatu ruangan, maka sensor akan mendeteksi

keberadaan asap rokok tersebut, kemudian sensor akan mengirimkan sinyal

analog tersebut ke mikrokontroler untuk diolah menjadi data digital. Output dari

mikrokontroler ini ada dua yang pertama yaitu dihubungkan dengan relay yang

berfungsi sebagai On/Off pada alarm dan yang kedua dihubungkan ke LCD yang

akan emnampilakn berapa kadar asap rokok terdeteksi. Jadi setiap kali ada asap

rokok yang terdeteksi maka alarm akan berbunyi dan kadarnya akan ditampilkan

melalui LCD.

Untuk mengimplemetasikan alat ini dipecah menjadi beeberap bagian, yaitu :

1. Satu buah IC mikrokontroler AVR ATMega8535 sebagai pengendali utama. 2. Tampilan LCD dengan ukuran 2 x 16. 3. Cigarette smoke sensor type AF30 4. Rangkaian konfigurasi pin-pin sensor

6

5. Sumber tegangan (Power Supply) 6. Source code dengan bahasa C untuk mikrokontroler AVR ATMega8535 digunakan untuk mengolah data yang didapat dari pendeteksi.

Rangkaian Catu Daya

Rangkaian catu daya ini terdiri dari:

a. Trafo 500mA b. Dioda Bridge c. Capasitor (2200uF dan 100uF) dan Resistor (330) d. LM 7805 berfungsi untuk mengubah tegangan DC dari 9 volt menjadi 5 volt DC

e. Led sebagai indikator

Gambar .4 Rangkaian Catu Daya

Rangkaian Konfigurasi Pin Pin Sensor

Gambar .5 Rangakaian Konfigurasi Pin-Pin Sensor

Sensor AF 30 memiliki 4 buah pin (kaki), yaitu :

1. Pin - 1 tersambung ke ground 2. Pin 2 (Vc) tersambung ke Vcc (5 Volt) 3. Pin 3 (Vh = heater Voltage) tersaabung ke Vcc (5 volt)

7

4. Pin 4 sebagai pin output tersambung ke Resistor variable (RL) 5 k Pin -1 dan pin 3 adalah pin heater. Pada pemakaian awal sensor ini harus dicatu (hetaer) selama kurang lebih 48 jam.

Rangkaian Mikrokontroler

Rangkaian mikrokontroler merupakan pusat kendali dari bagian input,

output dan pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroler jenis

ATMega8535 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a. XTAL (11,954 Mhz), yang berfungsi sebagai pembangkit clock. b. C (22pF), pada pin XTAL 1 dan XTAL2. c. C (100nF) dan R (100) pada pin reset. d. Elco (4,7 uF) e. VR (10K) pada pengotrol kontras LCD. f. Push button, sebagai tombol reset. g. Port A.1 digunakan sebagai input dari sensor karena merupakan salah satu pin ADC.

h. Port C digunakan sebagai pin output ke LCD. i. Port D digunakan sebagai output ke relay

Skema rangkaian Sistem Minimum mikrokontroler dapat dilihat pada

gambar berikut:

Gambar .6 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

ADC (Analog to Digital Converter)

Analog to Digital Converter yang digunakan sudah built in pada IC

microcontroller ATMega8535. ADC (Analog to Digital Converter) adalah sebuah

interface yang dapat mengubah tegangan analog menjadi pulsa digital. Pada ADC

8 bit, rentang output yang dihasilkan adalah 28 = 256.

Dalam penelitian ini digunakan AVcc (tegangan Vcc) sebesar 5 V dengan

resolusi ADC 8 bit, sehingga perhitungan ketelitian seperti dibawah :

8

Ketelitian = AVcc / Jumlah bit

= 5 / 256

= 0,01953125 volt

= 19,53125 mV

Dengan mendapatkan nilai ketelitian, maka akan dapat diketahui berapa

volt tegangan yang di ukur.

Tegangan = data ADC * ketelitian

Misalkan setelah konversi data yang didapat adalah 100 maka tegangan

yang diukur adalah :

Tegangan = data ADC * ketelitian

= 100 * 0.01953125

= 1.953125 volt

= 1953.125 mV

Setelah konversi selesai, proses selanjutnya adalah perhitungan di

mikrokontroler dan ditampilkan di LCD.

konversi nilai dalam ppm

Pada penentuan nilai konversi dari keluaran ADC ke dalam satuan ppm

dilakukan dengan perbandingan dari grafik correlation between H2 and cigarette

smoke.

Grafik yang dibuat acuan adalah grafik untuk gas Hidrogen, karena dari beberapa

sumber referensi sensor ini paling peka terhadap keberadaan gas Hidrogen.

Dari grafik Hidrogen tersebut dengan cara mengeplot titik titik tertentu, didapat persamaan sebagai berikut:

Y = - 0,09 In (X) + 0,554

Dimana :

Y = Rgas/ Rair

Nilai R gas akan berubah sesuai dengan kepekatan asap rokok yang terdeteksi.

Jika ada asap rokok yang terdeteksi oleh sensor, maka resistansi sensor ini akan

turun. Sedangkan nilai R air konstan.

X = Gas Concentration (ppm)

Konversi Nilai dalam PPM

Pada penentuan nilai konversi dari keluaran ADC ke dalam satuan ppm

dilakukan dengan perbandingan dari grafik correlation between H2 and cigarette

smoke.

9

Grafik yang dibuat acuan adalah grafik untuk gas Hidrogen, karena dari beberapa

sumber referensi sensor ini paling peka terhadap keberadaan gas Hidrogen.

Dari grafik Hidrogen tersebut dengan cara mengeplot titik titik tertentu, didapat persamaan sebagai berikut:

Y = - 0,09 In (X) + 0,554

Dimana :

Y = Rgas/ Rair

Nilai R gas akan berubah sesuai dengan kepekatan asap rokok yang terdeteksi.

Jika ada asap rokok yang terdeteksi oleh sensor, maka resistansi sensor ini akan

turun. Sedangkan nilai R air konstan.

X = Gas Concentration (ppm)

KESIMPULAN

Gagasan yang Diajukan

Rokok adalah hasil olahan tembakau terbungkus termasuk cerutu atau

bentuk lainnya yang dihasilkan dari tanaman Nicotiana tabacum, Nicotiana rustica

dan spesies lainnya atau sintetisnya yang mengandung nikotin dan tar dengan atau

tanpa bahan tambahan. Setiap batang rokok yang dinyalakan akan mengeluarkan

lebih 4.000 bahan kimia beracun yang membahayakan.

Tidak jarang kita jumpai ruangan yang penuh dengan asap rokok, sehingga

ruangan menjadi pengap, bahkan di ruangan yang sebenarnya terdapat larangan

untuk merokok. Oleh sebab itu dibutuhkan suatu alat pendeteksi asap rokok di

suatu ruangan. Dalam penelitian ini direalisasikan suatu alat pendeteksi asap

rokok pada ruangan.

Teknik Implementasi

Alat ini terdiri dari 3 blok, yaitu blok input, proses dan blok output. Pada

blok input digunakan sensor asap rokok AF-30 yang mempunyai tingkat

sensitifitas yang tinggi terhadap dua jenis gas yaitu Hidrogen dan Ethanol yang

dianggap mewakili gas-gas yang terkandung dalam asap rokok. Sedangkan pada

blok proses digunakan mikrokontroller AVR-AT Mega 8535 yang digunakan

untuk memproses sinyal input dari sensor menjadi dua output. Output pertama

dihubungkan dengan relay yang berfunsgi sebagai saklar On/Off alarm, output

10

kedua dihubungkan dengan LCD untuk menampilkan berapa kadar asap rokok

yang terukur pada ruangan tersebut.

Alat ini bisa ditempatkan pada ruangan-ruangan bebas asap rokok, untuk

mendeteksi jika tiba tiba terdapat asap rokok di ruang yang seharusnya bebas asap rokok tersebut. Namun, alat ini juga bisa ditempatkan di ruangan khusus

perokok atau Smooking Area untuk mengetahui seberapa besar kadar asap rokok

di ruangan tersebut, sehingga dapat di ambil tindakan untuk mengatasi keadaan

dimana asap di ruanagn tersebut terlalu pekat.

Prediksi Hasil

Dengan latar pendidikan anggota kelompok dan tersedianya fasilitas

laboratorium Fakultas Elektro dan Komunikasi maka akan mendukung hasil yang

optimal. Selain itu, didukung oleh dosen pembimbing yang dapat membantu

untuk mengimplementasikan gagasn tertulis ini sehingga gagasan ini bisa

terealisasi.