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.
Top Related