BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Emisi gas buang dari kendaraan bermotor merupakan salah satu polutan yang mencemari lingkungan. Meningkatnya jumlah kendaraan bermotor yang beredar di masyarakat menyebabkan emisi gas buang juga semakin meningkat. Emisi gas buang itu sendiri adalah sisa hasil dari suatu proses pembakaran bahan bakar di dalam mesin yang tidak sempurna. Komposisi emisi gas Karbon Monoksida (CO), senyawa Nitrogen Oksida (NOx), senyawa Hidrokarbon (HC) didalam Part Per Million (ppm) menunjukkan satu bagian per 1.000.000 bagian, satu bagian dalam 106, dan nilai 1 × 10-6. Part Per Million (ppm) merupakan salah satu satuan konsentrasi yang menyatakan perbandingan bagian dalam satu juta bagian yang lain. Satuan ini biasanya banyak dipakai dalam kimia analisa untuk menyatakan satuan konsentrasi senyawa. Zat-zat yang merugikan dalam udara antara lain[7][8] : 1. Hidrokarbon (HC), merupakan pengisapan bensin dan bensin yang tidak terbakar. 2. Nitrogen Monoksida (NO). Gas ini dibentuk dalam mesin,khusus pada suhu tinggi (kira-kira diatas 2000oc). NO merupakan gas yang berbahaya karena mengganggu saraf pusat. Selain itu, dengan adanya O2, gas ini bereaksi sehingga terbentuk NO2. Gas tersebut juga mengeluarkan bau yang menyengat dan dapat menyebabkan edema paru paru dan
5
6 bronchitis.Selanjutnya di udara yang mengandung NO dan UHC, sinar matahari akan menyebabkan terbentuknya kabut asap fotokimia (Photochemical SMOG) 3. Karbon Monoksida / Uap Karbon (CO). Gas ini dalam badan manusia menyerang butir-butir darah merah yang bertugas membawa zat asam keseluruh badan. Di dalam ruang tertutup persentase volume CO 0,1% atau lebih tinggi sudah mematikan. 4. Asap Hitam. Asap ini hanya membahayakan karena mengeruhkan udara sehingga
mengganggu
pandangan,
tetapi
juga
karena
adanya
kemungkinan mengandung karsinogen.
2.1.1 Indeks Standar Pencemaran Udara (ISPU) Kualitas udara disampaikan ke masyarakat dalam bentuk indeks standar pencemar udara atau disingkat ISPU. ISPU adalah laporan kualitas udara kepada masyarakat untuk menerangkan seberapa bersih atau tercemarnya kualitas udara kita dan bagaimana dampaknya terhadap kesehatan kita setelah menghirup udara tersebut selama beberapa jam atau hari. Paramater yang ada pada ISPU meliputi: 1. Partikulat (PM10) Partikulat merupakan zat pencemar padat maupun cair yang terdispersi di udara. Partikulat ini dapat berupa debu, abu, jelaga, asap, uap, kabut, atau aerosol. Jenis-jenis partikulat dibedakan berdasarkan ukurannya. Partikel yang sangat kecil dapat bergabung satu sama lain membentuk partikel yang lebih besar.
7 2. Karbon Monoksida (CO) Gas ini dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna. Pembakaran tidak sempurna, salah satu sebabnya adalah kurangnya
jumlah
oksigen.
Karbon
Monoksida
bersifat
racun,
mengakibatkan turunnya berat janin, meningkatkan jumlah kematian bayi, serta menimbulkan kerusakan otak. 3. Sulfur dioksida (SO2) Gas ini berasal dari hasil pembakaran bahan bakar yang mengandung sulfur. Selain dari bahan bakar, sulfur juga terkandung dalam pelumas. Gas sulfur dioksida sukar dideteksi karena merupakan gas tidak berwarna. Sulfur dioksida dapat menyebabkan gangguan pernapasan, pencernaan, sakit kepala, sakit dada, dan saraf. 4. Nitrogen dioksida (NO2) Zat nitrogen dioksida sangat beracun sehingga dapat menyebabkan iritasi pada mata, hidung, dan saluran pernapasan serta menimbulkan kerusakan paru-paru. Gas ini terbentuk dari hasil pembakaran tidak sempurna. Setelah bereaksi di atmosfer, zat ini membentuk partikelpartikel nitrat sangat halus sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. 5. Ozon / Gas Natural (O3) Senyawa kimia ini tersusun atas tiga atom oksigen. Ozon merupakan gas yang sangat beracun dan berbau sangit. Ozon terbentuk ketika percikan listrik melintas dalam oksigen. Adanya ozon dapat dideteksi melalui bau (aroma) yang ditimbulkan oleh mesin-mesin
8 bertenaga listrik. Secara kimiawi, ozon lebih aktif dibandingkan oksigen biasa dan juga merupakan zat pengoksidasi yang lebih baik.
Agar lebih mudah dipahami, perhitungan di ISPU ditampilkan seperti penggaris angka 1 hingga 1000. Semakin tinggi nilai ISPU maka semakin tinggi tingkat pencemaran dan semakin berbahaya dampaknya terhadap kesehatan.
Gambar 2.0 Papan ISPU
Berdasarkan Keputusan Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal) Nomor KEP-107/Kabapedal/11/1997, rentang semua Gas (PM10,CO,SO2,NO2,O3) yang terdapat pada Indeks Standar Pencemar Udara dengan ketentuan waktu sebagai berikut:[1]
9 Tabel 2.0 Rentang Indeks Standar Pencemar Udara No
Kategori
Warna
Rentang
1.
Baik
Hijau
0 – 50 ppm
2.
Sedang
Biru
51 – 100 ppm
3.
tidak sehat
Kuning
101 – 199 ppm
4.
sangat tidak sehat
Merah
200 – 299 ppm
5.
Berbahaya
Hitam
300 – 500 ppm
2.1.2 Gas/Emission Analyzer Gas/Emission Analyzer merupakan salah satu device yang digunakan untuk uji emisi gas pada kendaraan bermotor. Emission Analyzer ini biasanya ada di bengkel resmi uji emisi yang nantinya akan melakukan uji kelayakan emisi pada kendaraan..
Gambar 2.1 Gas/Emission Analyzer
Paramater yang diukur antara lain HC, CO, CO2, O2, suhu, putaran. Ketentuan dari alat ini adalah sebelum digunakan sudah melalui proses pemanasan, penempatannya sebaiknya tidak langsung kena matahari, hujan
10 atau angin serta secara rutin mendapatkan perawatan 6 bulan sekali. Suhu udara luar ketika melakukan pengujian kendaraan dan peralatan ukur (uji) berada sekitar 25 ± 5oC.[9]
2.2
Sensor Gas Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia. Sedangkan sensor gas adalah suatu perangkat yang dibuat untuk mendeteksi salah satu jenis atau lebih dari satu jenis gas. Sensor gas befungsi untuk mengukur senyawa gas polutan yang ada di udara, seperti Karbon Monoksida, Hidrokarbon, Nitrooksida, dan lain-lain. sensor gas yang digunakan seperti sensor gas untuk mendeteksi gas CO yaitu type MQ-7, sensor untuk mendeteksi gas CO, HC yaitu type TGS 2201, dan lain-lain. Pada skripsi ini digunakan sensor MQ-4, MQ-7 dan MQ-135.
2.2.1 MQ-4 MQ-4 memiliki mendeteksi konsentrasi gas metana (CH4) di udara. Sensor dapat digunakan untuk mendeteksi gas yang mudah terbakar. Sensor ini membutuhkan suplai daya sebesar 5V. Jangkauan deteksinya terhadap natural gas/metana adalah 300 sampai 10000 ppm.[10]
Gambar 2.2 Sensor MQ-4
11 2.2.2 MQ-7 MQ-7 adalah sebuah sensor gas yang digunakan untuk mendeteksi gas Carbon Monoxide (CO). Sensor buatan Hanwei China ini terdiri dari keramik AL2O3 , lapisan tipis SnO2 , elektroda serta heater yang digabungkan dalam suatu lapisan kerak yang terbuat dari plastic dan stainless. Kemasan sensor MQ-7 tersedia dalam dua macam yaitu dari bahan metal dan plastic.[2][8]
Gambar 2.3 Sensor MQ-7 Sensor ini dapat beroperasi pada suhu dari -100C sampai 500C dan mengkonsumsi kurang dari 150 mA pada 5 V. Fitur sensor gas MQ-7: •
Memiliki sensitivitas tinggi
•
Jarak deteksi gas : 10 - 1000 ppm gas CO
•
Response time : < 150 detik
•
Heater tegangan : 5,0 V
•
Dimensi : 20 mm diameter, 10 mm (pin tidak termasuk), 6 mm untuk tinggi pin
2.2.3 MQ-135 MQ-135 merupakan sensor gas yang bisa digunakan dalam peralatan kontrol kualitas udara untuk bangunan / kantor untuk medeteksi gas amonia
12 (NH3), Nitrogen Oxide (NOx), alkohol, bensol, asap, Carbon Dioxide (CO2), dan lain lain. Materi sensitif dari sensor gas MQ-135 ini adalah SnO2.
Gambar 2.4 Sensor MQ-135
Sensor ini memiliki kepekaan yang baik terhadap gas berbahaya (Amonia, Sulfida, Benzena). Sensor ini membutuhkan suplai daya sebesar 5V. Sensor ini mampu untuk mendeteksi gas NH3 dengan jangkauan deteksinya mulai dari 10 sampai 300 ppm, mendeteksi gas Benzena dengan jangkauan deteksinya mulai dari 10 sampai 1000 ppm, dan 10 – 300 ppm untuk alkohol.[3]
2.3
Mikrokontroler AVR Mikrokontroler merupakan suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil yang dikemas dalam sebuah chip. Mikrokontroler pertama kali dikenalkan oleh Texas Instrument dengan seri TMS 1000 pada tahun 1974 yang merupakan mikrokontroler 4 bit pertama. Mikrokontroler ini mulai dibuat sejak 1971 yang dimana merupakan mikrokomputer dalam sebuah chip, lengkap dengan RAM dan ROM. Untuk saat ini, ada banyak jenis mikrokontroler yang secara garis besar pengelompokan keluarga mikrokontroler ditentukan oleh perusahaan tertentu sesuai dengan spesifikasinya seperti MCS yang menggunakan arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC), AVR yang menggunakan arsitektur Reduced Instruction Set Computer (RISC) keluaran ATMEL,
13 Programmable Intelligent Computer (PIC) mikrokonktroler berarsitektur Harvard yang dibuat oleh Microchip Technology. Pada
alat
yang
dibuat
ini
menggunakan
mikrokontroler
ATMEGA8535 yang merupakan salah satu mikrokontroler 8 bit buatan Atmel untuk keluarga AVR yang menggunakan arsitektur RISC.[4]
2.3.1 Fitur ATMega8535 Fitur-fitur yang dimilikiATMEGA8535 ini antara lain: a)
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D
b)
130 macam instruksi, yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock
c)
32 x 8-bit register
d)
Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
e)
8 Kbyte Flash Memory
f)
5112 Byte internal EEPROM
g)
512 Byte SRAM
h)
Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan kode program
i)
2 buah timer/counter 8-bit dan 1 buah timer/counter 16-bit
j)
4 channel output PWM
k)
8 channel ADC 10-bit
l)
Serial USART
m)
Master/Slave SPI serial interface
n)
Serial TWI atau I2C
o)
On-chip Analog Comparator
14 2.3.2 Arsitektur ATMEGA8535 Mikrokontroler ATMEGA8535 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data seehingga dapat memaksimalkan kerjanya. ATmega8535 mempunyai 32 general purpose register (R0 sampai R31) yang terhubung langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU), sehingga register dapat diakses dan dieksekusi hanya dalam waktu satu siklus clock. ALU merupakan tempat dilakukannya operasi fungsi aritmetik, logika dan operasi bit. 6 dari register ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data. Ketiga register tersebut antara lain register X (gabungan R26 dan R27), register Y (gabungan R28 dan R29) dan register Z (gabungan R30 dan R31).
Gambar 2.5 General Purpose Register
15 2.3.3 Susunan pin ATMEGA8535
Gambar 2.6 Susunan Pin ATMega8535
Tabel 2.1 Deskripsi Pin ATMega 8535 PIN
Keterangan Port B merupakan Port I/O 8-bit yang dimana tiap pin-nya dapat difungsikan secara individu sebagai berikut: •
PB0 : T0 (Timer/Counter 0) XCK (USART External Clock I/O)
1-8
•
PB1 : T1 (Timer/Counter 1)
•
PB2 : AIN0 (Analog Comparator Positif Input) INT2 (External Interrupt 2)
•
PB3 : AIN1 (Analog Comparator Negatif Input) OC0 (Output Compare Timer/Counter 0)
•
PB4 : SS (SPI Slave Select Input)
•
PB5 : MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)
16 •
PB6 : MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output)
•
PB7 : SCK (SPI Bus Serial Clock)
Reset : merupakan pin yang digunakan untuk me9 reset mikrokontroler 10
VCC merupakan pin masukan positif catu daya
11
GND sebagai pin ground
12
XTAL2, merupakan output dari penguat osilator pembalik XTAL1, merupakan input ke penguat osilator pembalik dan input
13 ke internal clock. Port D sebagai port I/O 8-bit yang dimana tiap pin-nya dapat difungsikan secara individu sebagai berikut:
14-21
•
PD0 : RXD (USART receive)
•
PD1 : TXD (USART transmit)
•
PD2 : INT0 (External Interrupt 0)
•
PD3 : INT1 (External Interrupt 1)
•
PD4 : OC1B (Output Compare B Timer/Counter 1)
•
PD5 : OC1A (Output Compare A Timer/Counter 1)
•
PD6 : ICP1 (Timer/Counter 1 Input Capture)
•
PD7 : OC2 (Output Compare Timer/Counter 2)
Port C sebagai port I/O 8-bit yang dimana tiap pin-nya dapat difungsikan secara individu sebagai berikut: 22-29
•
PC0 : SCL (Serial Clock I2C)
•
PC1 : SDA (Serial Data Input/Output I2C)
•
PC6 : TOSC1 (Timer Oscillator 1)
17 •
PC7 : TOSC2 (Timer Oscillator 2)
30
AVCC sebagai pin masukan tegangan untuk ADC
31
GND sebagai pin ground
32
AREF sebagai pin masukan tegangan referensi Port A sebagai port I/O 8-bit atau dapat diprogram sebagai pin
33-40 masukan 8 channel ADC.
2.4
Modem GSM Modem adalah sebuah alat yang dapat membuat komputer terkoneksi dengan internet melalui line telepon standar. Modem banyak digunakan komputer rumah dan jaringan sederhana untuk dapat berkomunikasi dengan jutaan komputer lain dalam lalu lintas internet. Kata Modem itu sendiri merupakan kependekan dari Modulator Demodulator. Ini berarti Modem bekerja dengan cara mengubah informasi digital dari komputer pengirim ke dalam bentuk sinyal analog yang ditransmisikan melaluli line telepon. Selanjutnya Modem pada komputer penerima akan mengubah ulang sinyal analog ke sinyal digital. Modem GSM adalah sebuah perangkat Modem Wireless Plug and Play dengan konektivitas GSM/GPRS untuk aplikasi-aplikasi machine to machine. GSM Modul atau Modem GSM adalah jenis khusus dari modem yang menerima kartu SIM, dan mengoperasikan selama berlangganan ke operator mobile, seperti ponsel. Modem GSM dihubungkan dengan suatu interface yang memungkinkan aplikasi seperti SMS untuk mengirim dan menerima pesan melalui Modem. Beberapa fungsi kegunaan modem ini di masyarakat adalah antara lain:
18 •
SMS Broadcast application
•
SMS Quiz application
•
SMS Polling
•
SMS auto-reply
•
M2M integration
•
Aplikasi Server Pulsa
•
Telemetri
•
Payment Point Data
Pada penelitian skripsi ini, digunakan Modem GSM Serial Wavecom Fastrack M1306B. Untuk Modem seri ini memiliki dua type konektor yaitu serial dan USB[12].
Gambar 2.7 Modem GSM Fastrack M1306B
Spesifikasi modem WAVECOM FASTRACK M1306B: •
Dual-band GSM 900/1800MHZ & GPRS Class 10
•
GSM Dual Band antenna
•
Power Supply with 4 pin connector (untuk serial)
•
Standard USB 2.0 interface (untuk USB)
•
Input Voltage : 5V-32V
19 •
Maximum transmitting speed 253KBps
•
Support AT-Command
•
Dimensi : 74×54×25mm
2.4.1 AT-Command AT-Command adalah singkatan dari Attention Command. AT Command adalah perintah yang digunakan dalam komunikasi dengan serial port. Pada awalnya standar perintah ini untuk modem-modem telepon PSTN, akan tetapi perintah ini sekarang dikembangkan juga untuk modem-modem GSM. Perintah AT-Command dapat diberikan kepada handphone atau GSM/CDMA modem untuk melakukan sesuatu hal, termasuk untuk mengirim dan menerima SMS. Dengan memberikan perintah ini di dalam komputer/mikrokontroller maka perangkat kita dapat melakukan pengiriman atau penerimaan SMS secara otomatis untuk mencapai tujuan tertentu. Untuk memulai suatu perintah AT-Command, diperlukan prefiks “AT” atau “at” dalam setiap perintah AT-Command.[6]
20 Tabel 2.2 Tabel Set AT-Command AT-Command
Keterangan
AT
Mengecek koneksi ke PC
AT+CMGF
Menetapkan format mode
AT+CSCS
Menetapkan jenis encoding
AT+CPMS
Mendeteksi SMS baru otomatis
AT+CMGL
Membuka daftar SMS di SIM
AT+CMGS
Mengirim pesan SMS
AT+CMGR
Membaca pesan SMS
AT+CMGD
Menghapus pesan SMS
AT+CNMI
Mendeteksi Kode HP/Modem
2.4.2 Short Message Service (SMS) Short Message Service (SMS) merupakan salah satu tipe Instant Messaging (IM) yang memungkinkan user untuk bertukar pesan singkat. SMS dihantarkan pada channel signal Global System for Mobile Communication (GSM). Dewasa ini perkembangan teknologi yang sangat pesat membuat teknologi SMS ini banyak digemari masyarakat karena teknologi ini bersifat praktis, murah dan mudah untuk digunakan. Sebuah pesan SMS maksimal terdiri dari 140 bytes, yang berarti dapat memuat 140 karakter 8-bit, 160 karakter 7-bit atau 70 karakter 16-bit untuk bahasa Jepang, bahasa Mandarin dan bahasa Korea yang memakai Hanzi (Aksara Kanji/Hanja). User pun dapat mengirim pesan SMS yang lebih dari 140 bytes dengan catatan membayar lebih dari sekali biaya kirim SMS.[5]
21 SMS menjamin pengiriman pesan oleh jaringan, jika terjadi kegagalan maka disimpan di jaringan atau yang disebut SMS Center (SMSC). Di SMSC pesan disimpan dan dicoba untuk mengirimkannya selama beberapa kali. Batas waktu yang telah ditentukan untuk menyimpannya biasanya sekitar 1 hari atau 2 hari, lalu pesan dihapus.
2.5
Database Database merupakan sekumpulan data yang terintegrasi yang diorganisasi untuk memenuhi kebutuhan pemakai untuk keperluan organisasi yang dimana dapat dipakai hanya sekali atau berulang yang dimana dalam bentuk digital. Salah satu komponen penting dalam penggunaan database adalah DataBase Management System (DBMS). DBMS ini bertugas untuk menangani semua akses ke database dan bertanggug jawab untuk menerapkan pemeriksaan otorisasi dan prosedur validasi.
2.5.1 Microsoft Office Access Salah satu software atau aplikasi yang banyak digunakan untuk membuat suatu database sederhana adalah Microsoft Access. Micosoft Access merupakan software yang dikeluarkan oleh microsoft untuk membuat aplikasi database. Sofware ini cocok untuk kalangan industri kecil atau rumah tangga, karena kapasitas datanya yang mencapai 4 GB. Program ini banyak dipakai karena kemudahannya dalam mengolah database.
