SIMULASI PERANCANGAN SISTEM KEAMANAN DAPUR MENGGUNAKAN FLAME SENSOR, GAS SENSOR MQ2, DAN TEMPERATURE SENSOR DS18B20 BERBASIS ARDUINO PDF

Preview

Summary

SIMULASI PERANCANGAN SISTEM KEAMANAN DAPUR MENGGUNAKAN FLAME SENSOR, GAS SENSOR MQ2, DAN TEMPERATURE SENSOR DS18B20 BERBASIS ARDUINO Alfian Gunadi1, Andi Khaerun P.S.2, Achmad Januar3, Femmy Yudiono4 1,2,3,4 Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman (UNMUL) Jl. Sambaliung no.9 ...

Description

Accelerat ing t he world's research.

SIMULASI PERANCANGAN SISTEM KEAMANAN DAPUR MENGGUNAKAN FLAME SENSOR, GAS SENSOR MQ2, DAN TEMPERATURE SENSOR DS18... Alfian Gunadi Simulasi perancangan sistem pengaman dapur

Cite this paper

Downloaded from Academia.edu 

Get the citation in MLA, APA, or Chicago styles

Related papers

Download a PDF Pack of t he best relat ed papers 

ALAT PEDET EKSI ORANG MEROKOK DALAM T OILET MENGGUNAKAN SENSOR ASAP BERBASI… joni candra

Rancang Bangun Smart Home Syst em Berbasis Mikrokont roler ESP32 Menggunakan Web Ubidot s Da… Iwan Krisnadi, juen manduapessy INT ERNET OF T HINGS (IoT ) PADA PROT OT IPE PENDET EKSI KEBOCORAN GAS BERBASIS MQ-2 dan SI… Sumardi Sadi

SIMULASI PERANCANGAN SISTEM KEAMANAN DAPUR MENGGUNAKAN FLAME SENSOR, GAS SENSOR MQ2, DAN TEMPERATURE SENSOR DS18B20 BERBASIS ARDUINO Alfian Gunadi1, Andi Khaerun P.S.2, Achmad Januar3, Femmy Yudiono4 1,2,3,4

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman (UNMUL) Jl. Sambaliung no.9 Kampus Gunung Kelua Samarinda-INDONESIA Telp. 0541 749315 Fax. e-mail: [email protected] 1, [email protected], [email protected], [email protected]

Abstrak- Untuk menghindari terjadinya kebakaran pada rumah yang disebabkan oleh kebocoran gas, diperlukan sebuah sistem keamanan yang mudah dipakai. Seiring dengan berkembangnya jaman dan semakin luasnya penggunaan mikrokontroler periset menggembangkan sebuah simulasi perancangan sistem keamanan untuk me-monitoring keadaan didapur, khususnya di daerah yang rawan kebocoran gas dengan menggunakan sensor gas MQ2, modul sensor api, dan sensor suhu DS18B20 yang diindikatori dengan lampu LED dan LCD LM016L dengan menggunakan aplikasi Proteus 8. Dengan menggunakan komponen yang mudah didapatkan, simulasi ini dapat dibuat dengan mudah sebagai sistem alternatif untuk rumah tangga, hotel, atau perusahaan yang membutuhkan alat keamanan agar terhindar dari kecelakaan yang tidak diinginkan. Kata Kunci- Arduino, Proteus 8, Sensor Gas MQ2, Sensor Api, sensor suhu DS18B20 1. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam diskusi sehari-hari dan di forum internet, mikrokontroller sering dikenal dengan sebut µC, uC, atau MCU. Terjemahan bebas dari pengertian tersebut, bisa dikatakan bahwa mikrokontroller adalah komputer yang berukuran mikro dalam satu chip IC (integrated circuit) yang terdiri dari processor, memory, dan antarmuka yang bisa diprogram. Jadi disebut komputer mikro karena dalam IC atau chip mikrokontroller terdiri dari CPU, memory, dan I/O yang bisa kita kontrol dengan memprogramnya. Anda bisa mendownload Arduino IDE di website Arduino2. Pada saat tulisan ini dibuat (30/06/2015), Arduino IDE sudah versi 1.6.5. Software

Arduino ada yang versi installer (hanya untuk Windows) dan versi terkompres dalam zip. Jika memilih versi tanpa install (format .zip), maka Anda hanya perlu mengekstraknya di folder mana saja dan Anda bisa langsung menjalankannya. Jika program yang dibuat < 32 kB, Anda bisa menggunakan Arduino Uno, Nano, atau Pro Mini. Kalau butuh yang lebih besar, Anda bisa gunakan Arduino Mega, Due, atau Yun. Oiya, selain memori untuk menyimpan program. Arduino juga memiliki 2 buah memori lainnya yaitu EEPROM dan SRAM. Apa bedanya? Semoga penjelasan tentang memori ini bisa diterima dengan baik: 1. Memori Flash, memori untuk menyimpan program. Program yang yang kita buat,

setelah dikompilasi akan disimpan dalam memori ini. Data yang disimpan pada 10 memori flash tidak akan hilang, kecuali ditimpa dengan program yang lain. 2. EEPROM, memori untuk menyimpan data program. Data yang disimpan pada memori ini tidak akan hilang meski arduino dimatikan. 3. SRAM, memori yang digunakan untuk manipulasi data variabel-variabel yang kita gunakan dalam program. Data yang tersimpan pada memori ini akan hilang ketika Arduino direset atau dimatikan. Kalau boleh diibaratkan, memori flash dan EEPROM mirip seperti hardisk pada komputer, dimana program dan data bisa disimpan di sana. Sedangkan SRAM mirip seperti RAM (DDR, DDR2, dst) sebab data akan hilang apabila komputer dimatikan. Light sensor telah sudah digunakan hampir satu abad, pada awalnya photocell digunakan untuk aplikasi khusus seperti pembacaan audio track pada gambar bergerak (motion picture). Tetapi di abad modern seperti saat ini sensor optik sensor semakin canggih. Sensor Optik memerlukan sumber cahaya (emitter) dan detector. Emitter akan menghasilkan cahaya (visible & invisible spectrum) menggunakan LED dan laser diode. Detector biasanya dibuat dari photodiode atau phototransistor. Emitter dan detector diposisikan sedemikian sehingga obyek yang dideteksi akan menghalangi (block) atau memantulkan (reflect) cahaya.

Cahaya dibangkitkan di sisi kiri, difokuskan melalui sebuah lensa. Pada sisi detector side cahaya difokuskan ke detector melalui lensa kedua. Jika cahaya terhalangi maka detector memperlihatkan adany kehadiran suatu obyek. Gelombang cahaya yang berosilasi digunakan sehingga sensor dapat memfilter cahaya normal di dalam ruang. Cahaya dari emitter dihidupkan (turned on) dan dimatikan (off) dengan frekuensi tertentu. Ketika detector menerima cahaya akan diperiksa untuk memastikan apakah memiliki frekuensi yang sama. Jika cahaya yang diterima memiliki frekuensi yang sama berarti tidak ada obyek yang menghalanginya. Frekuensi osilasi cahaya berada dalam rentang kilo Herzt (kHz range). Penggunaan frekuensi tinggi ini agar sensor dapat digunakan dengan daya rendah dan jarak yang lebih panjang. Berikut gambar rangkaian dasar optical sensor. Dengan begitu maka kita akan membutuhkan suatu perkembangan teknologi yang akan membantu kita dalam mempermudah kehidupan sehari hari. Dikarenakan setiap manusia memiliki kekurang dalam kemampuan yang berbeda beda dan dalam meningkatkan efesiensi waktu dan kinerja maka tuntutan zaman akan membuat kita berpikir untuk bernivasi dalam perkembangan perkembangan teknologi 1.2 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah: 1. Mengsimulasikan perancangan pada sistem keamanan dapur dangan

menggunakan flame sensor, gas sensor MQ2, dan temperature sensor DS18B20 Berbasis Arduino 1.3 Rumusan Masalah Rumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah: 1. Bagaimana merancang sistem yang dapat mengukur tekanan pada gas bila terjadi kebocoran serta memberikan signal alarm peringatan pada ruang khususnya daerah tersebut, yang rawan oleh kebocoran gas. 2. Bagaimana merancang sistem yang berfungsi membantu menganmankan ruangan dari kecelakan yang tidak dinginkan ketika terjadi kebocoran gas.

II. LANDASAN TEORI 2.1 Komponen A. Sensor gas MQ2 Dalam penelitian ini sensor gas MQ2 digunakan untuk mendeteksi gas LPG, Sensor ini sangat mudah penggunaannya, dan hemat dalam penggunaan pin digital mikrokontroler. Sensor ini menggunakan alat pemanas kecil dengan sensor elektrok kimiawi yang bereaksi dengan beberapa jenis gas, yang kemudian mengeluarkan output berupa tingkat densitas gas yang dideteksi. Sangat cocok untuk sejumlah aplikasi yang mengharuskan untuk melakukan pendeteksian kadar gas.

Gambar 1. Sensor Gas MQ2

B. Buzzer Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berungsi 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 electromagnet. 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).

Gambar 2. Buzzer C. Motor Servo Motor Servo merupakan motor yang mampu bekerja secara dua arah, motor servo bekerja dengan sistem closed feedback dimana posisi dari motor servo akan diinformasikan kembali ke rangkaian kontrol yang ada didalam motor servo. Motor Servo terdiri dari sebuah motor, rangkaian gear, Potensiometer, serta rangkaian Control. Potensiometer pada motor servo berfungsi sebagai penentu batas sudut dari putaran servo. Motor Servo biasanya hanya bergerak mencapai sudut tertentu saja dan tidak secara kontinyu. Namun untuk beberapa keperluan motor

servo dapat dimodifikasi bergerak secara kontinyu.

bawah. Toolbar itu sendiri terdiri dari tujuh tombol.

Berikut spesifikasi dari motor servo : 1. Memiliki 3 jalur kabel power, ground dan control 2. Sinyal control mengendalikan posisi 3. Operasional dari motor servo dikendalikan oleh pulsa selebar 20 ms D. Software Arduino Software arduino memiliki tampilan sesuai dengan gambar berikut. Sehubungan dengan pembahasan untuk saat ini software Arduino yang akan digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE Arduino adalah software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan Java. IDE Arduino terdiri dari: 1. Editor program, sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa Processing. 2. Compiler, sebuah modul yang mengubah kode program (bahasa Processing) menjadi kode biner. Bagaimanapun sebuah microcontroller tidak akan bisa memahami bahasa Processing. Yang bisa dipahami oleh microcontroller adalah kode biner. Itulah sebabnya compiler diperlukan dalam hal ini. 3. Uploader, sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan Arduino.

E. Arduino Uno Arduino uno merupakan singleboard mikrokontroler yang dibuat untuk keperluan proyek elektronika multi disiplin agar lebih mudah diwujudkan. Desain dari hardware Arduino terdiri dari 8-bit Atmel AVR microcontroller, atau 32-bit Atmel ARM dimana desain tersebut bersifat terbuka (open-source hardware). Arduino uno software terdiri dari compiler bahasa pemograman standar dan sebuah boot loader yang dieksekusi dalam microcontroller. Software Arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan Arduino. IDE ( Integrated Development Environment ) suatu program khusus untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan Arduino.

IDE dibagi menjadi tiga bagian, toolbar di bagian atas, kode dan jendela sketsa di tengah, dan jendela pesan di bagian

Gambar 3. Hardware Arduino Uno E. Liquid Crystal Display(LCD) Untuk memudahkan penulis dalam melakukukan pengamatan, uji coba dan simulsai untuk membaca keadaan cuaca serta pergerakkan motor, maka penulis menggunakan sebuah alat LCD (Liquid Crystal display). LCD (Liquid Crystal display) digunakan untuk menampilkan informasi elektronik seperti teks (huruf), angka atau simbol.

Gambar 4. LCD F. LED LED atau singkatan dari Light Emitting Diode adalah salah satu komponen elektronik yang tidak asing lagi di kehidupan manusia saat ini. LED merupakan suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga ultraviolet atau inframerah. LED saat ini sudah banyak dipakai, seperti untuk penggunaan lampu permainan anak-anak, untuk rambu-rambu lalu lintas, lampu indikator peralatan elektronik hingga ke industri, untuk lampu emergency, untuk televisi, komputer, pengeras suara (speaker), hard disk eksternal, proyektor, LCD, dan berbagai perangkat elektronik lainnya sebagai indikator bahwa sistem sedang berada dalam proses kerja, dan biasanya berwarna merah atau kuning. G. Sensor Suhu DS18B20 Sensor suhu DS18B20 adalah sensor suhu yang memiliki keluaran digital. DS18B20 memiliki tingkat akurasi yang cukup tinggi, yaitu 0,5°C pada rentang suhu -10°C sampai +85°C. Sensor suhu pada umumnya membutuhkan ADC dan beberapa pin port pada mikrokontroler, namun DS18B20 ini tidak membutuhkan ADC agar

dapat berkomunikasi dengan mikrokontroler dan hanya membutuhkan 1 wire saja. H. Flame Sensor V2 Sensor ini dapat mendeteksi nyala api dalam rentang panjang gelombang 760 nm~1100 nm, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.5. Sensor ini dapat mendeteksi suhu panas berkisar 25 ℃–85 ℃. Sensor ini dapat mendeteksi api dari jarak 100 cm dengan keluaran tegangan sebesar 0,5 V, dan pada jarak 20 cm dengan objek sensor ini dapat mengeluarkan keluaran tegangan sebesar 5 V. Flame sensor ini bekerja pada tegangan 3,3 V sampai 5 V. Apabila tegangan yang diberikan ke sensor ini kurang dari 3,3 V, maka pendeteksian api pun bisa menjadi tidak stabil. Hal inilah yang menyebabkan sering terjadinya kesalahan dalam pembacaan api.

III. METODOLOGI PENILITIAN Metode yang digunakan dalam penilitian ini adalah metode simulasi. Sistem simulasi alat dibangun menggunakan aplikasi Proteus 8 dan program dibuat dengan menggunakan aplikasi Arduino IDE. Perangcangan sistem simulasi terdiri dari beberapa yaitu: pengumpulan data, perancangan skema rangakaian dan pengujian simulasi 3.1 PENGUMPULAN DATA ada tahapan ini dilakukan pengumpulan data yang dibutuhkan dalam proses pelaksanaan pembangunan skema rangkaian sistem, seperti analisis kebutuhan hardware dan software sistem yang diperoleh dari studi literature yang sesuai dengan rancangan penelitian. Adapun kebutuhan

perangkat keras dan perangkat lunak sistem dijabarkan pada tabel 1. Tabel 1. Analisis Kebutuhan Hardware dan Software Arduino Uno R3 Sensor Flame Sensor MQ-2 Sensor Suhu DS18B20 Kebutuhan LCD 16x2 Hardware Buzzer LED Resistor Kabel Jumper Windows 10 Kebutuhan Arduino IDE Software Proteus 8 3.2 Perancangan Skema Rangkaian Pada tahapan ini dilakukan perancangan yang dibangun. Perancangan ini terdiri dari perancangan blok diagram dan diagram alir sistem. Tujuan dari perancangan blok diagram adalah untuk mengetahui prinsip kerja alat, sedangkan diagram alir sistem diperlukan untuk mengetahui konsep prototype yang dibangun. Berikut adalah gambaran dari blok diagram dan diagram alir sistem yang ditunjukkan pada gambar 1. dan 2.

Gambar 1. Diagram Blok Sistem

Gambar 2. Skema Rangkaian

3.3 PENGUJIAN SIMULASI Setelah perancangan prototype selesai dibuat, maka tahapan selanjutnya adalah tahapan pengujian prototype. Tahapan ini dilakukan dengan mengambil data hasil uji coba sistem untuk mengetahui kinerja dari prototype yang dibangun. IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Pengujian simulasi perancangan sistem keamanan dapur menggunakan Flame Sensor, Gas Sensor MQ2, Dan Temperature Sensor DS18B20 Berbasis Arduino pengujian simulasi sensor ini sebagai sistem keamanan untuk pendeteksi keadaan dapur khususnya di daerah yang rawan dari kebocoran gas, Tujuan dari pengujian ini untuk mendapatkan persentase yang berguna untuk analisis sensor dalam keadaan baik dan siap digunakan atau tidak, serta untuk mengetahui senstivitas dan keakuratan dari sensor Flame Sensor, Gas Sensor MQ2, Dan Temperature Sensor DS18B20 tersebut. 4.1 PEMBAHASAN Pada bab ini akan dibahas tentang pengujian berdasarkan perencanaan dari

sistem yang dibuat. Pengujian sistem ini terdiri dari beberapa tahapan, dimulai dari pengujian terhadap tiap-tiap bagian pendukung sistem hingga pengujian sistem secara keseluruhan. Tahap pengujian sistem dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui hasil dari perancangan yang telah dibuat pada Bab 3. Dari hasil pengujian, maka dapat dianalisis kinerja-kinerja dari tiap-tiap bagian sistem yang saling berinteraksi sehingga terbentuklah simulasi sistem keamanan rumah, untuk menghindari terjadinya kebakaran pada rumah yang disebabkan oleh kebocoran gas, diperlukan sebuah sistem keamanan yang mudah dipakai, simulasi perancangan sistem keamanan untuk me-monitoring keadaan didapur, khususnya di daerah yang rawan kebocoran gas dengan menggunakan sensor gas MQ2, modul sensor api, dan sensor suhu DS18B20 yang diindikatori dengan lampu LED dan LCD LM016L, Pengujian terhadap keseluruhan sistem berguna untuk mengetahui bagaimana kinerja dan tingkat keberhasilan dari sistem tersebut. V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan Adapun kesimpulan dari Simulasi Perancangan Sistem Keamanan Dapur Menggunakan Flame Sensor, Gas Sensor MQ2, Dan Temperature Sensor DS18B20 Berbasis Arduino: 1. Flame Sensor, Gas Sensor MQ2, Dan Temperature Sensor DS18B20 adalah komponen elektronik yang dapat dijadikan sensor keamanan dapur pada rumah dari daerah yang rawan dari kebocoran gas,

2. Dengan adanya sistem yang dibangun ini dapat memberikan peringatan dini dari kebocoran gas LPG dengan cepat agar dapat dilakukan tindakan mitigasi secepat mungkin. Pihak management dapat mengetahui kondisi bahaya ketika gas bocor dimanapun berada karena pengiriman peringatan tidak hanya melalui suara tetapi juga melalui sms. Semua bahan dan komponen yang digunakan pada tugas akhir ini mudah ditemukan, dengan biaya yang relatif murah. sehingga akan memudahkan dalam pengembangan sistem ini dikemudian hari. 5.2 Saran Adapun beberapa saran dari tugas akhir ini bagi para pembaca yang berminat untuk mengenbangkan dari simulasi perancangan pada sistem keamanan rumah: Pada simulasi sistem ini. 1. dapat dikembangkan agar dapat menggunakan jaringan LAN sehingga terminal monitoring (PC) dapat diletakkan pada jarak yang lebih jauh. Untuk mencapai fungsi ini dapat ditambahkan modul Arduino Ethernet Shield. Fitur lain yang juga bisa ditambahkan adalah mengatur ventilasi agar terbuka secara otomatis. 2. Untuk sensor perlu di ganti secara periodik agar pengukuran suhu selalu sesuai standart.

DAFTAR PUSTAKA 1) Santoso, Hari. Panduan praktis Arduino untuk pemula. Vol. 1. ELANGSAKTI. com, 2015.

2) Santoso, Hari. Monster Arduino 2: panduan praktis arduino untuk pemula. Vol. 2. ELANGSAKTI. com, 2017. 3) Dr. Sudaryono, Sensor dan aktuator, rangkain elektronika, komunikasi data interface, , Guru pembelajaran , 2016 4) Ansori, Muchtar Lutfi (2017) Modul pembelajaran elektronika dan mekatronika SMK: pengoperasian motor servo. Other. Direktorat Jenderal Pendidikan Dasar dan Menengah, Jakarta. 5) Muryanto, Joko. "Panduan Menggambar Schematic dan Mendesain PCB Menggunakan Program Proteus 6 Profesional." (2012). 6) Zamisyak, Oby. Basic Arduino #1: Jagoan Arduino - Belajar adruino uno. Yogyakarta, 2017. 7) Zamisyak, Oby. Basic Arduino #2: Jagoan Arduino - Belajar adruino uno. Yogyakarta, 2018. 8) McRoberts, Michael. Beginning Arduino. Apress, 2011. 9) Evans, Brian. Beginning Arduino Programming. Vol. 6. New York, NY, USA:: Apress, 2011. 10) Mark Geddes, Arduino Project Handbook, Vol 2: 25 Simple Electronics Project for Beginners. 1st Edition 2017 11) Megatarini, Diana Juwi, and Yan Everhard. "Sistem Kontrol Dan Monitoring Menggunakan Arduino." SKANIKA 1.2 (2018): 849-854. 12) Rinaldy, Rinaldy, Risa Farrid Christianti, and Didi Supriyadi. "Pengendalian Motor Servo Yang Terintegrasi Dengan Webcam Berbasis Internet Dan Arduino." Jurnal infotel 5.2 (2013): 17-23.

13) Shintia, Deby. "deteksi kebocoran gas menggunakan modul arduino dan gsm (global system for mobile communicaton) dengan peringatan melalui sms (short message service)." (2019). 14) Siswanto, Siswanto, Windu Gata, and Ronny Tanjung. "Kendali Ruang Server Menggunakan Sensor Suhu DHT 22, Gerak Pir dengan Notifikasi Email." Prosiding SISFOTEK 1.1 (2017): 134142. 15) Hasan, Maulana, and Adnan Rafi Al Tahtawi. "Detektor Dini Kebakaran Multisensor Terintegrasi Android Menggunakan Komunikasi Bluetooth." Jurnal Teknologi dan Sistem Komputer 6.2 (2018): 64-70. 16) Christian, Joko. "Prototipe Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Menggunakan Sensor Gas MQ2, Board Arduino Duemilanove, Buzzer, dan Arduino GSM Shield pada PT. Alfa Retailindo (Carrefour Pasar Minggu)." Jurnal TICom 2.1 (2013). 17) Budianto, Hendra, and Slamet Winardi. "Rancang Bangun Dan Web Monitoring Pengukur Temperatur Suhu Untuk Peringatan Pada Ruang Server Menggunakan Sensor Dht 11 Dengan Modul

Komunikasi Arduino Uno." Jurnal Universitas Narotama Surabaya (2012). 18) Farokhi, Muhammad Risda, and Arief Hernawan. ”Sistem Deteksi Dan Pemadam Kebakaran ...