MAKALAH RANCANG BANGUN AIR NETRALIZER.doc

IEEE Paper Template in A4 (V1)

Rancang Bangun Air Netralizer Dengan Sensor MQ-2 Pada Ruang Bebas Rokok Berbasis Mikrokontroler ATMega8535

Revandy Radik Yodiawan, Binti Latifatul Munawaroh, Hanif Insan Yoga Adityo, Ikhwan ZuhriPembimbing : Djodi Antono Jurusan Teknik Elektro Polines Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIAIntisariMikrokontroler merupakan suatu komponen elektronika yang jika diberikan data input akan diproses dan mengeluarkannya dalam berbagai bentuk output yang sesuai dengan input yang telah dimasukkan. Air neutralizer merupakan suatu metode yang digunakan untuk meningkatkan kualitas udara suatu ruang yang memiliki kualitas udara yang buruk seperti misalnya pada ruang bebas rokok sehingga kualitas udara yang ada akan dinetralisir oleh alat air neutralizer yang akan bekerja berdasarkan ada tidaknya asap dalam ruang yang ditangkap oleh sensor MQ-2.Keywords Air Netralizer, ATMega8535, Sensor MQ-2I. pendahuluanSeiring perkembangan zaman konsumer rokok semakin meningkat dan menimbulkan berbagai macam penyakit baik yang menyerang perokok aktif maupun perokok pasif, untuk mencegah timbulnya penyakit akibat asap rokok ini maka di beberapa tempat telah tersedia suatu tempat khusus yang bias digunakan sebagi tempat untuk merokok. Agar udara yang ada di dalam ruang tersebut bias dinetralkan darri asap-asap rokok maka dapat dipasang suatu alat air neutralizer yang bekerja dengan sensor asap MQ-2. Dimana air neutralizer akan bekerja menetralkan udara dalam ruangan pada saat sensor asap MQ-2 ini mendeteksi adanya asap di dalam ruang tersebut, saat tidak ada asap dalam ruang tersebut maka air neutralizer ini tidak bekerja. II. PEMBAHASANA. Alat dan Bahan 1. Mikrokontroler ATMega8535Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single chip microcomputer. Lebih lanjut, mikrokontroler merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dangan PC (Personal Computer) yang memiliki beragam fungsi. Perbedaan lainnya adalah perbandingan RAM dan ROM yang sangat berbeda antara komputer dengan mikrokontroler.Mikrokontroler adalah sebuah system microprocessor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.

Gambar 1. Mikrokontroller ATMega8535ATMega8535 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit daya rendah berbasis arsitektur RISC. Instruksi dikerjakan pada satu siklus clock, ATMega8535 mempunyai throughput mendekati 1 MIPS per MHz, hal ini membuat ATMega8535 dapat bekerja dengan kecepatan tinggi walaupun dengan penggunaan daya rendah. Mikrokontroler ATmega8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain:1) Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, C dan D2) ADC (Analog to Digital Converter)3) Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan4) CPU yang terdiri atas 32 register5) Watchdog Timer dengan osilator internal6) SRAM sebesar 512 byte7) Memori Flash sebesar 8kb dengan kemampuan read while write8) Unit Interupsi Internal dan External9) Port antarmuka SPI untuk men-download program ke flash10) EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi11) Antarmuka komparator analog12) Port USART untuk komunikasi serial.Mikrokontroller AVR ATMega memiliki 40 pin dengan 32 pin diantaranya digunakan sebagai port paralel. Satu port paralel terdiri dari 8 pin, sehingga jumlah port pada mikrokontroler adalah 4 port, yaitu port A, port B, port C dan port D. Sebagai contoh adalah port A memiliki pin antara port A.0 sampai dengan port A.7, demikian selanjutnya untuk port B, port C, port D. Diagram pin mikrokontroller dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar 2. Konfigurasi IC Mikrokontroller ATMega8535Berikut ini adalah penjelasan dari pin mikrokontroler ATMega8535 menurut port-nya masing-masing:a. Port APin 33 sampai dengan pin 40 merupakan pin dari port A. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin pada port A juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:Tabel 1. Penjelasan pin pada Port APinKeterangan

PA.7ADC7 (ADC Input Channel 7)


PA.5ADC 5(ADC Input Channel 5)






b. Port BPin 1 sampai dengan pin 8 merupakan pin dari port B. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port B juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:Tabel 2. Penjelasan pin pada Port BPinKeterangan

PB.7SCK (SPI Bus Serial Clock )

PB.6VISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output

PB.5VOSI ( SPI Bus Master Output / Slave Input

PB.4SS ( SPI Slave Select Input )

PB.3AIN1 ( Analaog Comparator Negative Input ) OCC (Timer/Counter0 Output Compare Match Output

PB.2AIN0 ( Analog Comparator Positive Input ) INT2 (External Interupt2 Input)

PB.1T1 (Timer /Counter1 External Counter Input)

PB.0T0 (Timer / Counter0 External Counter Inut ) XCK (JSART External Clock Input/Output

c. Port C

Pin 22 sampai dengan pin 29 merupakan pin dari port C. Port C sendiri merupakan port input atau output. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel :Tabel 3. Penjelasan pin pada Port CPinKeterangan

PC.7TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)

PC.6TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)

PC.1SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output line)

PC.0SCL ( Two-Wire Serial Bus Clock Line

d. Port D

Pin 14 sampai dengan pin 20 merupakan pin dari port D. Merupakan 8 bit directional port I/O. Setiap pin-nya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus di-setting terlebih dahulu sebelum port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang disesuaikan sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel:Tabel 4. Penjelasan pin pada Port DPinKeterangan

PD.0RDX (UART input line)

PD.1TDX (UART output line)

PD.2INT0 (external interrupt 0 input)

PD.3INT1 (external interrupt 1 input)

PD.4OC1B (Timer/Counter1 output compareB match output)

PD.5OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output)

PD.6ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD.7OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

2. Sensor asap MQ-2

Gambar 3. Sensor asap MQ-2Sensor gas asap MQ-2 ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan analog. Sensor gas asap mQ-2 dapat langsung diatur sensitifitasnya dengan memutar trimpot.3. Resistor Resistor adalah salah satu komponen elekronika yang berfungsi sebagai penahan arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan berupa terminal dua komponen elektronik yang menghasilkan tegangan pada terminal yang sebanding dengan arus listrik yang melewatinya sesuai dengan hukum Ohm (V = IR).

Gambar 4. Resistor

Fungsi resistor adalah sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian. Dengan adanya resistor menyebabkan arus listrik dapat disalurkan sesuai dengan kebutuhan. Adapun fungsi resistor secara lengkap adalah sebagai berikut :a Berfungsi untuk menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika.

b Berfungsi untuk menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.

c Berfungsi untuk membagi tegangan.

d Berfungsi untuk membangkitkan frekuensi tinggi dan frekuensi rendah dengan bantuan transistor daan kondensator (kapasitor).4. LEDLight Emitting Diode atau sering disingkat dengan LED adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan maju. LED merupakan keluarga Dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor. Warna-warna Cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis bahan semikonduktor yang dipergunakannya. LED juga dapat memancarkan sinar inframerah yang tidak tampak oleh mata seperti yang sering kita jumpai pada Remote Control TV ataupun Remote Control perangkat elektronik lainnya.

Gambar 5. Light Emitting Diode

Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.5. Buzzer

Gambar 6. Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).6. Kipas DC

Gambar 7. Kipas DC

Kipas angin DC atau Cooling Fan DC berfungsi untuk mengatur kecepatan aliran udara. Bagian utama penyusun fan DC adalah motor DC. Prinsip kerja motor pada fan DC pada dasarnya adalah sama dengan prinsip kerja motor DC umumnya.7. Adaptor

Gambar 8. AdaptorAdaptor adalah sebuah rangkaian elektronika yang dapat mengubah tegangan AC menjadi DC. Rangkaian ini adalah alternatif pengganti dari sumber tegangan DC, misalnya batu baterai dan accumulator. Keuntungan dari adaptor dibanding dengan batu baterai atau accumulator adalah sangat praktis berhubungan dengan ketersediaan tegangan karena adaptor dapat di ambil dari sumber tegangan AC yang ada di rumah, di mana pada jaman sekarang ini setiap rumah sudah menggunakan listrik. Selain itu, adaptor mempunyai jangka waktu yang tidak terbatas asal ada tegangan AC, tegangan AC ini sudah merupakan kebutuhan primer dalam kehidupan manusia.Adaptor sederhana terdiri dari :

a Bagian input tegangan yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai penghubung sumber tegangan AC dari stop kontak yang ada di dalam rumah. Bagian ini terdiri dari jack/steker dan kabel input. b Stop Kontak adalah konektor sumber tegangan AC dari listrik PLN yang digunakan untuk menyalurkan tegangan pada adaptor melalui kabel input teganganc Bagian Penurun Tegangan yang berfungsi untuk menurunkan tegangan AC 220 Volt menjadi tegangan yang lebih kecil, misalnya 3 volt, 4,5 volt, 6 volt, 7,5 volt, 9 volt, atau 12 volt. Untuk memilih output tegangan ini digunakan rotary switc/saklar puter/saklar 1 induk 6 anak. Trafo yang digunakan adalah jenis step down, dapat menggunakan trafo dengan arus 500 mA (mili Ampere). Tegangan input sebesar 220V lalu masuk ke tegangan output trafo menjadi lebih kecil : 3 V, 4,5 V, dll.d Bagian Penyearah, yaitu mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Komponen utamanya adalah dioda.Dioda yang digunakan berjumlah 4 dirangkai sedemikian rupa sehingga membentuk jembatan dioda atau bridge dioda.e Bagian Filter atau penyaring yang berfungsi untuk menghilangkan tegangan AC yang masih lewat. Efek dari tegangan AC yang lewat ini adalah munculnya suara dengung. Komponen yang dibutuhkan antara lain IC penstabil tegangan dan elcof Bagian Output Tegangan yang berfungsi sebagi keluaran tegangan berupa tegangan DC. Besar keluaran tegangan DC ini sesuai dengan tegangan output pada trafo step down yang diatur oleh rotary switc sesuai yang diinginkan.

8. PCBPCB adalah papan rangkaian yang terbuat dari bahan isolator dan permukaannya dilapisi dengan tembaga.

Gambar 9. PCB

PCB berguna sebagai tempat pemasangan dan penghubung komponen-komponen elektronika. Dengan menggunakan PCB, pemasangan komponen menjadi lebih aman, teratur dan praktis.

Untuk memudahkan perakitan rangkaian elektronika, permukaan PCB digambarkan tata jalur dengan spidol atau alat lain yang bisa menutupi jalur rangkaian.Jenis PCB menurut susunannyaa PCB Single Layer

PCB Single Layer merupakan PCB polos yang hanya memiliki 1 lapisan tembaga pada salah satu sisinya.b PCB Double Layer

PCB Double Layer merupakan PCB polos yang memiliki 2 lapisan tembaga pada kedua sisinya.c PCB Matrik Strip BoardPCB matrik strip board merupakan PCB yang memiliki 1 sisi tembaga dan memiliki lubang-lubang dengan ukuran normal 0,8 - 1 mm. PCB jenis ini biasanya disebut dengan protype board.

9. Minimum System Mikrokontroler

Gambar 10. Minimum SystemSistem Minimum Mikrokontroler adalah sebuah rangkaian paling sederhana dari sebuah mikrokontroler agar IC mikrokontroler tersebut bisa beroperasi dan diprogram. Dalam aplikasinya sistem minimum sering dihubungkan dengan rangkaian lain untuk tujuan tertentu.10. Kabel Jumper

Gambar 11. Kabel JumperKabel merupakan media untuk menyalurkan energy listrik. Sebuah kabel listrik terdiri dari isolator dan konduktor. Isolator di sini adalah bahan pembungkus kabel yang biasanya terbuat dari bahan thermoplastik atau thermosetting, sedangkan konduktornya terbuat dari bahan tembaga ataupun aluminium.B. Prinsip Kerja Rangkaian Adapun prinsip kerja dari rangkaian ini adalah:1. Tegangan dari PLN 220 Volt masuk kedalam adaptor dan diubah menjadi 5 Volt DC untuk memberikan supply mikrokontroler, kipas dc dan buzzer.

2. Jika di dalam ruang tidak terdeteksi asap maka semuanya dalam kondisi normal, LED hijau menyala buzzer dan kipas dalam kondisi mati.

3. Jika sensor mendeteksi asap maka LED yang menyala adalah LED berwarna merah, dua buah kipas akan berputar dan buzzer akan berbunyi selama 2 detik setiap 20 detik.

4. Kipas akan terus berputar hingga sensor sudah tidak mendeteksi asap.C. Program Kontrol//=====Daftar Pustaka=====#include //avr#include

// standar i/o#include //=== Deklarasi variabel ===void main (){//=== Pengesetan Awal ===

DDRB=0x00; //Sensor Asap sebagai input DDRA=0xFF; //output//=== Program Utama === while(1)

//pengulangan berlanjut { if(PINB.0==0) //ada asap{ PORTA.0=0; //kipas 1 hidup PORTA.1=0; //kipas 2 hidup PORTA.2=0; //LED merah hidup PORTA.3=1; //LED hijau mati PORTA.4=0; //buzzer hidup delay_ms(100); //delay 2detik PORTA.4=1; // buzzer mati delay_ms(2000);

}

if(PINB.0==1) // tidak ada asap

{

PORTA.0=1; //kipas 1 mati

PORTA.1=1; //kipas 2 mati

PORTA.2=1; //LED merah mati

PORTA.3=0; //LED HIJAU Hidup

PORTA.4=1; //Buzzer mati

}

}//while //diam

}//main //selesai

D. Gambar Rangkaian

E. Flowchart

III. KESIMPULAN (PENUTUP) Pada rangkaian air neutralizer ini inputnya adalah deteksi asap oleh sensor MQ-2. Pada rangkaian air neutralizer ini outputnya berupa dua buah kipas DC dan buzzer dengan indicator berupa LED berwarna merah dan LED berwarna hijau. Kita dapat mengatur sentifitas sensor MQ-2 untuk memperoleh hasil yang sesuai dengan yang kita kehendaki. Ketika tidak ada asap didalam ruangan maka lED berwarna hijau akan menyala sedangkan untuk yang lainnya akan mati. Ketika ada asap di dalam ruangan maka LED merah, buzzer dan kipas akan menyala sampai kondisi udara dalam ruangan bebas dari asap,sedangkan LED berwarna hijau akan mati Saat udara dalam ruangan telah bersih (sensor tidak mndeteksi asap ) maka kondisinya akan kembali menjadi seperti kondisi awal yaitu hanya LED berwarna hijau yang hidupReferensi[1] http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/20194/4/Chapter%20II.pdf[2] http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/MQ-2-smoke-sensor-circuit-with-raspberry-pi.php[3] http://rangkaianelektronika.info/pengertian-dan-fungsi-resistor/[4] http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/[5] http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/04/buzzer.html[6] http://widi-ary.blogspot.com/p/rangkaian-sumber-daya-adaptor.html[7] http://www.chogwang.com/2014/11/mengenal-dasar-jenis-dan-bagian-pcb-printed-circuit-board.html[8] http://www.immersa-lab.com/sistem-minimum-mikrokontroler.htm

MAKALAH RANCANG BANGUN AIR NETRALIZER.doc

Documents

Transcript of MAKALAH RANCANG BANGUN AIR NETRALIZER.doc