Prototipe Pembersih UdaraPada Ruangan Merokok Dengan Sensor

MQ5 Berbasis Mikrokontroller ATMega8535

NASKAH PUBLIKASI

diajukan oleh

Dwi Pipit Hariyanto

10.21.0481

kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER

AMIKOM YOGYAKARTA

2012

2

3

Prototype Air Cleaner On Non Smoking With Microcontroller-Based Sensor MQ 5

ATMega8535

Prototipe Pembersih Udara Pada Ruangan Merokok Dengan Sensor MQ5 Berbasis

Mikrokontroller ATMega8535

Dwi Pipit Hariyanto

Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA

ABSTRACT

Where the government appealed to all people to not smoke in public places and air-conditioned, and therefore the government provides a special smoking area for those places. With available space smoking, smokers can smoke without harming people around who do not smoke

This system detects carbon monoxide from cigarette smoke in a room. Concentration of carbon monoxide (CO) is detected the system will play a fan appropriate level of pollution. The system was designed using three levels of contamination are low, medium and highly contaminated. Automated circulation system of the player is using a microcontroller ATmega 8535 as the manager of the data from the sensors mq5 as gas detector and clean the room in the form of a fan and a LED indicator. Fan works to clean up a contaminated room. In the basic programming language used controllers using software BASCOM AVR.

The system is based on the level of work equipment of air pollution that occurs in the smoking room. If the level of contamination in the lower level conditions then only 1 fan are on, and if the pollution level is the level of being the 2 fan will turn on, if the pollution level is very polluted level the fan that lights there are 3 fans that will turn to clean the room, the fan will turn off automatically when the air is not polluted.

Keywords :air pollution, cigarette smoke, mq5 sensor, microcontroller, air cleaners,

carbon monoxide.

4

1. Pendahuluan

Perkembangan teknologi informatika semakin hari semakin bertambah maju.

Dalam dunia industri, informatika memegang peranan penting dalam proses produksi.

Seiring dengan lajunya percepatan teknologi, membuat banyak orang menjadi termotifasi

untuk membuat sesuatu hal yang baru, sesuatu yang dapat dikendalikan secara otomatis

dengan menggunakan suatu sistem yang mudah dioperasikan. Pada kenyataannya,

informatika juga dapat mengurangi beban pemerintah dalam hal penghematan energi

listrik, dengan alat-alat yang dapat menghemat listrik atau pun sumber daya lainnya

seperti mengurang pencemaran udara dikawasan smoking area dengan menggunakan

rangkaian elektronika.

Contohnya dalam hal,pembersih udara diruang merokok.Apalagi pada jaman

sekarang ini, dimana pemerintah menghimbau kepada setiap masyarakat untuk tidak

merokok di tempat-tempat umum dan ruang ber-AC, maka dari itu pemerintah

menyediakan ruangan merokok khusus untuk tempat-tempat tersebut.Dengan disediakan

ruang khusus merokok, perokok dapat merokok tanpa merugikan orang disekitarnya

yang tidak merokok. Dengan latar belakang itulah, penulis memilih judul “Protipe

Pembersih Udara Pada Ruangan Merokok Dengan Sensor mq5 Berbasis Mikrokontroller

ATmega 8535” Dengan sistem ini, kita tidak perlu khawatir terhadap kualitas udara yang

ada diruang merokok tersebut. Ketika sistem diaktifkan, dimana dalam hal ini pembersih

udara aktif, maka pengontrolan terhadap udara di ruang itu dimulai, untuk selanjutnya

kipas yang berfungsi untuk mengeluarkan udara akan aktif sampai dengan kondisi udara

normal.

2. Landasan Teori

2.1 Asap Rokok

Ada dua macam asap rokok yang mengganggu kesehatan, yaitu asap tama (main

stream) dan asap sampingan (side stream). Asap utama (main tream) adalah asap yang

dihisap oleh si perokok. Asap sampingan (side stream) adalah asap yang merupakan

pembakaran dari ujung rokok yang kemudian menyebar ke udara. Asap sampingan

memiliki konsentrasi yang lebih tinggi, karena tidak melalui proses penyaringan yang

cukup, dengan demikian pengisap asap sampingan memiliki resiko yang lebih tinggi

untuk menderita gangguan kesehatan.

5

2.2 Mikrokontroler

Secara sederhana mikrokontroler merupakan suatu IC yang didalamnya berisi CPU ,

ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat

melakukan proses „berfikir‟ berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya.

Mikrokontroler banyak ditemukan pada peralatan elektronik yang serba otomatis.

Misalnya mesin cuci otomatis, microwave oven, mesin fax sampai ke mesin foto copy.

Mikrokontroler digunakan sebagai pusat pengontrol peralatan – peralatan elektronik

tersebut. Karena itu sangat dibutuhkan suatu mikrokontroler yang berukuran cukup kecil

dan berdaya rendah sehingga memungkinkan didayai dengan menggunakan baterai.

Dengan kata lain, mikrokontroler adalah versi mini atau mikro dari sebuah komputer

karena mikrokontroler sudah mengandung beberapa periferal yang langsung bisa

dimanfaatkan, misalnya port paralel, port serial, komparator, konversi digital ke analog

(DAC), konversi analog ke digital (ADC) dan sebagainya hanya menggunakan sistem

minimum yang tidak rumit atau kompleks. Ada beberapa vendor yang membuat

mikrokontroler diantaranya Intel, Microchip, Winbond, Atmel, Philips, Xemics dan lain -

lain. Dari beberapa vendor tersebut, yang paling populer digunakan adalah

mikrokontroler buatan Atmel.

2.3 Sensor MQ5

Sensor asap ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah terbakar di udara serta

asap dan ouputs membaca sebagai tegangan analog. Sensor dapat mengukur

konsentrasi gas dan asap dari 300 sampai 10.000 sensor ppm. Sensor ini dapat

beroperasi pada suhu dari -20 sampai 50 ° C dan mengkonsumsi kurang dari 150 mA

pada 5V.Sensor asap ini menangkap asap hasil pembakaran dari rokok lalu hasil

pengukuran itu akan ditampilkan di lcd.

2.4 Analog Digital Converter

ADC adalah proses pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital. Penggunaan

ADC sangat banyak, terutama dalam bidang pengukuran. Banyak keluaran sensor yang

masih berupa analog yang harus dikonversi ke digital agar dapat diolah oleh

mikrokontroler. Fungsi dasar dari pengubah analog ke digital adalah mengubah tegangan

analog ke dalam bentuk biner, sehingga dapat diolah oleh mikrokontroler. data analog

yang merupakan masukan ADC dapat berasal dari sensor, dan akan diubah kebentuk

digital yang akan ditampilkan pada layar Lcd.

6

2.5 Bascom Avr

Bascom AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program

untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler

keluarga AVR .

Langkah awal penulisan program adalah dengan menentukan file register, kristal yang

digunakan, yakni dengan menuliskan :

$regfile ="m8535.dat"

$crystal = 4000000

Dimana "m8535.dat" adalah nama file yang berisi konfigurasi alamat register pada

mikrokontroler AVR ATMEGA 8535. Sedangkan $crystal = 4000000 adalah frekuensi

denyut kristal yang digunakan, satuannya adalah dalam Hertz (4000000 = 4MHz).

2.6 Downloader

Downloader berfungsi untuk memasukkan bahasa pemrograman yang telah dibuat

kedalam mikrokontroler. Downloader mempunyai beberapa macam merk, namun

spesifikasi kegunaannya secara umum adalah sama. Kami menggunakan downloader

dengan merk K-125i.

K-125i merupakan USB Atmel AVR ISP Programmer / downloader untuk semua Tipe

AVR. Downloader K-125i dilengkapi dengan komunikasi USB to Serial TTL. Cara

penggunaan downloader yaitu pada ujung konektor usb di sambungkan ke port usb

komputer maupun laptop sedangkan pada ujung satunya adalah port ISP disambungkan

dengan mikrokontroler

2.7 Lcd

Pada pembersih udara ini menggunakan lcd sebagai penampil kadar udara yang

tercemar pada ruangan merokok.lcd yang digunakan yaitu lcd 16 x 2 Untuk penggunaan

LCD harus diinisialisikan terlebih dahulu menurut instruksi yang terdapat di LCD. Display

difungsikan sebagai alamat yang dihubungkan dengan bus data, dan dengan bantuan

software maka dapat ditampilkan karakter yang diinginkan pada display

7

2.8 Kipas Exhaust

Kipas ini berfungsi sebagai penghisap asap rokok yang ada dalam ruangan

merokok.kipas bekerja berdasarkan tingkat kepekatan asap rokok, semakin banyak asap

rokok semakin banyak kipas yang akan menyala. Pada pembuatan alat ini menggunakan

3 buah kipas dan tegangan yang dibutuhkan oleh masing-masing kipas yaitu 12 volt

3. PERANCANGAN SISTEM

3.1 Rancangan Sistem

Rancangan sistem meliputi rancangan miniatur ruangan merokok, perangkat keras

(hardware), dan rancangan perangkat lunak (software). Miniature ruangan merokok

dirancang dengan mengadopsi ruangan yang sebenarnya dengan dilakukan

memperkecil ukuran.

3.2 Rancangan keseluruhan

Rancangan ruang rokok ini merupakan gabungan dari semua alat yang dibutuhkan

dalam perancangan mekanik yaitu sensor mq5, acliric sebagai miniatur ruangan dan

kipas sebagai pengisap udara yang tercemar. Ukuran miniature ruangan ini adalah 30cm

x 25cm x 25cm. Cara kerja dari perancangan mekanik keseluruhan diatas yaitu sensor

mq5 mendeteksi pencemaran udara dan mengirimkan sinyal ke mikrokontroller.

Selanjutnya data akan diproses oleh mikrokontroler sesuai dengan program yang telah

dimasukkan.

8

3.1 Rancangan keseluruhan

3.3 Rancangan perangkat keras

Keluaran sistem terdiri dari 3 macam perangkat keras yaitu keluaran user interface,

kipas, dan lampu led indikator. Keluaran user interface yang berupa LCD 16x2. LCD ini

berfungsi untuk menampilkan tampilan pengukuran besarnya kadar pencemaran saat

program dijalankan. Keluaran kedua adalah motor kipas exhaust yang berjumlah 3 buah.

Ke tiga buah kipas ini untuk menghisap udara ke luar ruangan merokok. kipas standar 12

Volt arus DC dengan menggunakan driver motor yang didalamnya terdapat rangkaian

transistor yang berfungsi sebagai switching. Keluaran ketiga adalah 3 buah lampu yang

di gunakan indikator kipas yang berputar. Secara garis besar, rancangan cara kerja

sistem adalah dengan terus – menerus mengamati kondisi tingkat pencemaran udara

yang dihasilkan asap rokok. Kemudian hasil pembacaan sensor mq5 di ruangan

merokok dijadikan sebagai masukan feed back bagi kontrol sebagai pengendali utama.

Program utama berisi kontrol sebuah kondisi yang mengendalikan motor kipas. Berikut

blok diagram rancangan perangkat keras.

9

3.4 Perancangan Program

Berikut adalah skema perancangan program dari Prototipe sistem kendali kanal air

menggunakan mirkokontroler ATMEGA8535. Dimana program akan dibuat

menggunakan Bascom AVR.

gambar 3.2Diagaram alur system

Pada diagram alur system menjelaskan perancangan program alat pembersih udara

diruang merokok menggunakan kondisi if then dengan kondisi sebagai berikut:

Posisi awal jika melakukan setting,memasukkan nilai max, sedang, rendah untuk

kondisi tingkat pencemaran, jika tidak melakukan setting,maka akan baca max,

sedang, rendah setting sebelumnya.

Pada saat pencemaraan udara pada level rendah maka kipas yang nyala 1buah.

10

Pada saat pencemaran udara pada level sedang maka kipas yang akan berputar

ada 2 buah kipas

Pada saat pencemaran berada pada level maximal maka kipas yang akan

berputar ada 3 buah kipas yang akan berputar.

Kipas akan berhenti berputar saat kondisi udar normal kembali

4. Implementasi dan Pembahasan

Pembersih udara diruang merokok ini dibuat agar membantu membersihkan udara

yang telah terkontaminasi asap rokok agar udara kembali bersih dengan menghemat

energy karena kipas yag bekerja berdasarkan kepekatan asap yang ada.

4.1 Tampilan menu utama

Pada saat pertama kali dinyalakan akan muncul tampilan menu utama seperti pada

gambar 4.1. Apabila pengguna masuk menu ya akan dialihkan ke menu pelevelan akan

tetapi apabila memilih menu tidak maka alat akan mengambil data yang tersimpan

sebelumnya.

gambar 4.1 Tampilan Menu Utama

11

4.2 Tampilan menu setting batas bawah

Setting batas bawah ini berfungsi mengatur pelevelan kipas untuk kondisi rendah.

Jadi apabila nilai batas bawah terpenuhi maka kipas 1 akan berputar.

gambar 4.2 Tampilan Menu setting batas Bawah

4.3 Tampilan menu setting batas tengah

Pada batas tengah ini menandakan kondisi pencemaran berada di tingkat sedang.

Apabila nilai tengah terpenuhi maka kipas 2 akan berputar

gambar 4.3 Tampilan Menu setting batas tengah

4.4 Tampilan menu setting batas atas

12

Pada batas atas ini menandakan kondisi pencemaran berada di tingkat sangat

tercemar Apabila telah mencapai ambang batas atas ini maka kipas akan berputar

semua sampai nilai pencemaran menurun

gambar 4.4 Tampilan Menu setting batas Atas

4.5 Tabel pengujian

Ambang

batas

waktu Jumlah kipas Hasil pengukuran

300-370 1menit

25detik

3kipas berputar Udara masih

tercemar

225-300 1menit

10detik

2kipas berputar Tingkat

pencemaran

sedang

150-225 1 menit 1kipas berputar Masih terdapat

asap pencemaran

0-90 Kipas mati

semua

Udara kembali

bersih /normal

tabel 4.1 tabel pengujian

Pada percobaan yang dilakukan menggunakan nilai batas bawah 150 ppm, batas tengah

225 ppm, dan batas atas 300 ppm. Pada dimensi ruang 25 cm x 25 cm x 30 cm

14

5. Penutup

5.1 Kesimpulan

Dari uraian rangkaian mulai dari proses pengajuan masalah, perancangan, pembuatan

dan pengujian yang telah dilakukan dalam rangka penyusunan laporan ini dapat ditarik

beberapa kesimpulan penting dalam kaitannya pada perancangan alat ini antara lain :

1. Alat dapat bekerja akan tetapi masih ada beberapa kekurangan yang terjadi pada

alat ini, diantaranya masih belum akuratnya alat pada waktu proses kalibrasi.

2. Dengan adanya alat ini diharapakan dapat menjadi satu alternative untuk selalu

menjaga kebersihan atau kualitas udara yang ada didalam rumah kita, dan untuk

mengurangi polutan itu sendiri.

3. Tingkat ketelitian yang belum mencapai taraf yang diharap kan dapat mengganggu

proses system untuk bekerja maksimal.

4. Mikrokontroler sebagai chip serbaguna diharapkan dapat membantu dalam

pengembangan dan kemajuan khususnya duniateknologi. Serta contoh implementasi

nyata yang masih banyak lagi yang dapat dikembangkan semaksimal mungkindari

sebuah mikrokontroler.

5.2 Saran

Dalam pembuatan alat masih adanya kekurangan yang sekiranya dapat lebih

disempurnakan kedepannya, diantaralain :

1. Tingkat ketepatan yang belum mencapai nilai sempurna, dikarenakan tidak adanya

alat pengukur paten dari gas-gas yang dibutuhkan, sehingga proses kalibrasi

menjadi satu-satunya cara yang digunakan dalam pengambilan nilai.

2. Media tampilan keluaran / output yang digunakan berupa LCD 16 x 2 sangat

minimalis sehingga output yang muncul masih berupa nilai.

3. Sensitifitas alat yang masih sangat sulit menemukan titik nilai yang tepat menjadi

kendala yang cukup berarti.

4. Diharapakan peletakan sensor kedepan dapat lebih baik dengan melihat kegunaan

dari sensor itu sendiri, agar lebihbaiklagi.

15

Penulis sangat mengharapkan sumbangan ilmu berupa kritik dan saran dari

pembaca,karena penulis sadar keterbatasan kemampuan sehingga diharapkan masukan

agar dapat lebih berkembang lagi dan mengharapkan kedepan ada yang

mengembangkan alat ini jauh lebih baik. Dan semoga karya ini dapat bermanfaat bagi

kita semua.

Daftar Pustaka

Heryanto M. ary & Adi wisnu.2008. Pemrograman Bahasa C untuk mikrokontroler

ATMega8535. Andi Offset Yogyakarta .

Wahyudi didin.2007. Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic

Menggunakan Baskom-8051. Andi Offset Yogyakarta.

Malik Moh.ibnu.2003. Belajar Mikrokontroler PIC16F84. Gava Media Yogyakarta.

http://id.wikipedia.org/wiki/Pengendali_mikro#Jenis_mikrokontroler, Jenis mikrokontroler (

diakses tanggal 20 maret 2012 pukul 23:00 )

www.indomicron.co.cc/adc , Analog to Digital Converter ( diakses tanggal 20 maret 2010

pukul 23:45 )

www.klinikrobot.com/downloder, Downloader ( diakses tanggal 22 maret 2012 pukul

00:31)