APLIKASI PENGUKURAN KONSENTRASI GAS CO PADA ASAP ROKOK MENGGUNAKAN SENSOR AF 30
TUGAS AKHIR
OLEH : KUNCORO ADIBAWONO 01.50.0097
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2007
PENGESAHAN
Tugas Akhir dengan judul “Aplikasi Pengukuran Konsentrasi Gas CO Pada Asap Rokok Menggunakan Sensor AF 30“ diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini telah disetujui pada tanggal
Semarang,
Maret 2007
Maret 2007
Mengetahui / Menyetujui Pembimbing I
Pembimbing II
T. Brenda Chandrawati, ST.MT
Yulianto Tejo P, ST, MT
NPP. 058.1.1995.177
NPP. 058.1.1993.144
Mengetahui, Dekan Fakultas Teknologi Industri
Leonardus Heru Pratomo.,ST,MT
ii
NPP. 058.1.2000.234
ABSTRAK
Asap rokok merupakan zat yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Di mana di dalam asap rokok tersebut mengandung berbagai macam jenis gas. Diantara berbagai macam jenis gas itu, gas Karbon Monoksida (CO) adalah gas yang sangat berbahaya bagi kesehatan. Dengan semakin banyaknya perokok di tempat-tempat umum, mereka tidak menyadari bahwa hal itu dapat merugikan dirinya sendiri maupun orang lain yang tidak merokok. Dengan aplikasi pengukur konsentrasi asap rokok, maka kita dapat mengetahui banyaknya kandungan asap rokok di udara. Dengan menggunakan sensor AF-30 yang merupakan sensor khusus untuk asap rokok, dengan demikian keberadaan asap rokok di udara akan terdeteksi. Banyaknya kandungan asap rokok tersebut akan ditampilkan dengan menggunakan tampilan LCD sehingga kita dapat mengetahui berapa banyaknya kandungan asap rokok di udara. Selain tampilan LCD, asap rokok yang terdeteksi juga akan dinetralisir dengan exchaust fan yang secara otomatis bekerja jika kandungan asap rokok melebihi ambang batas.
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Anugrah dan kemurahanNya sehingga penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan judul “Aplikasi Pengukuran Konsentrasi Gas CO Pada Asap Rokok Menggunakan Sensor AF 30” dapat terselesaikan dengan baik. Laporan Tugas Akhir ini disusun dan diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknologi Industri Universitas Katholik Soegijapranata Semarang, disamping supaya mahasiswa lebih memahami prinsipprinsip
elektronika
yang
sudah
diperoleh
dalam
bangku
kuliah
dan
menerapkannya. Dalam pelaksanaan Tugas Akhir sampai tersusunnya laporan ini telah mendapatkan bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil dari berbagai pihak. Oleh karena itu pengucapan terima kasih dan penghargaan yang sebesarbesarnya Kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus atas kekuatan dan kemampuan yang diberikan selama mengerjakan Tugas Akhir. 2. Bapak Leonardus Heru Pratomo,ST,MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
iv
3. Ibu T. Brenda Chandrawati,ST,MT, selaku Dosen Pembibing I yang telah meluangkan waktu untuk membimbing saya dalam pelaksanaan tugas akhir ini. 4. Bapak Yulianto Tejo P,ST,MT, selaku Dosen Pembibing II. Terima kasih atas masukan dan saran-sarannya pada pelaksanaan tugas akhir selama ini 5. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Fakultas Teknologi Industri atas ilmu yang diberikan selama di bangku kuliah. 6. Seluruh staff Tata Usaha dan Laboran Fakultas Teknologi Industri Unika. 7. Kedua Orang Tuaku atas semua cinta, doa, serta kasih sayang yang telah diberikan selama ini. 8. Kakak-kakakku tercinta : mba Shinta, mas Ari, mas Bagus, Satrio atas doa dan semangat kalian, serta my lovely niece Ririn atas kelucuan dan keceriannnya. 9. Teman-teman seperjuangan (Achmad, Arief, Bebbi, Iphey, Anggit, Himawan “toyib”) dan another best friends (Adi “toh”, Dimas “wadam”, Ardityo “codot”, Ceper, Uok, Yatno) atas tawa dan hari-hari yang menyenangkan. 10. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu diharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun. Akhir kata, semoga Laporan Tugas Akhir ini, dapat bermanfaat bagi masyarakat dan rekan-rekan mahasiswa.
v
Semarang………………..2007
Penulis
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL………………………………………………………..
i
LEMBAR PENGESAHAN………………………………………………… ii ABSTRAK…………………………………………………………………..
iii
KATA PENGANTAR………………………………………………………
iv
DAFTAR ISI………………………………………………………………..
vi
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………..
ix
DAFTAR TABEL…………………………………………………………… x BAB I
PENDAHULUAN…………………………………………..…….
1
1.1
Latar Belakang Masalah…………………………….….… 1
1.2
Perumusan Masalah............................................................ 2
1.3
Pembatasan Masalah……………………………...……… 2
1.4
Tujuan dan Manfaat…………………………………….… 3
1.5
Metode Penelitian…………….………………………...... 3
1.6
Sistematika Penelitian...……………………………….…. 3
BAB II LANDASAN TEORI……………………………………………... 6 2.1
Pendahuluan…………...……………………….…..…….. 6
2.2
Mikrokontroler AT89S51………..……………….………. 6 2.2.1 Konfigurasi Pin......….……………………….………. 8
2.3
ADC 0804...............................….………………………… 12
vi
2.4
Penguat Oprasional (Op-Amp)...…………………………. 15 2.4.1 Op-Amp Sebagai Penguat Pembalik………….………. 17 2.4.2 Op-Amp Sebagai Penguat Bukan Pembalik…….……. 18
2.5
Transistor...........…………………………………………. 19 2.5.1 Transistor Sebagai Saklar...............………….………. 19
BAB III
2.6
Relay…...…………………………………………………. 21
2.7
Sensor Gas AF-30……………………………………….... 22
2.8
LCD (Liquid Cristal Display).....…………………………. 22
PERANCANGAN ALAT………………………...….………….. 25 3.1
Pendahuluan…………………………………………….… 25
3.2
Perancangan Alat........………............……………………. 26 3.2.1 Sensor Gas AF-30.........................................…...…….. 26 3.2.2 Penguat Op Amp (Oprasional Amplifier)………...…... 27 3.2.3 Modul ADC 0804…………………………………….. 28 3.2.4 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51…..……… 30 3.2.5 Keypad………………………………………………... 33 3.2.6 LCD (Liquid Crystal Display)………………………... 33 3.2.7 Rangkaian Relay......................……………………….. 34
3.3
Flow Chart Sistem …………………………………..……. 36
BAB IV ANALISA........................................................................................ 37 4.1
Rangkaian Sensor AF-30…………………………………. 37
vii
BAB V
4.2
Rangkaian Penguat Op Amp……………………………... 39
4.3
Rangkaian ADC 0804…………………………………….. 41
4.4
Rangkaian LCD.....……………………………………...... 47
4.5
Keypad...........................................................................…. 50
4.6
Rangkaian Relay..........................................................…… 51
PENUTUP……………………………...…………………..……. 53 5.1
Kesimpulan……………………………………….………. 53
5.2
Saran……………………………………...………………. 54
DAFTAR PUSTAKA………………………………………………………… xii LAMPIRAN…………………………………………………………………... xiii
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AT89S51 .................................
8
Gambar 2.2 Diagram Pena IC ADC 0804 8-bit ……...…………………..….
13
Gambar 2.3 Terminal Op-Amp …………..............……………………….....
16
Gambar 2.4 Rangkaian Penguat Pembalik ......................................................
18
Gambar 2.5 Rangkaian Penguat Pembalik …………..…………..…………... 18 Gambar 2.6 Dua Jenis Transistor ..………………………………………......
19
Gambar 2.7 Transistor Sebagai Saklar …………..…………..……………....
20
Gambar 2.8 Simbol Relay …………………………………………..…….....
21
Gambar 2.9 Konfigurasi Sensor AF-30…………….......................................
22
Gambar 2.10 DDRAM M1632 ……………………...………………………
23
Gambar 3.1 Block diagram Alat ……………………………...……………..
25
Gambar 3.2 Rangkaian Dasar Sensor …..………………………...................
26
Gambar 3.3 Rangkaian Penguat Op Amp Yang Terhubung Pada Sensor ......
27
Gambar 3.4 ADC 0804 ……………….……………………………………..
29
Gambar 3.5 Sistem Minimum Mikrokontroler AT89S51 …………………..
31
Gambar 3.6 Rangkaian Tombol Reset …………..………………………….
32
Gambar 3.7 Rangkaian Kristal …………………...........................................
32
Gambar 3.8 Rangkaian Keypad .…………….……………………................
33
Gambar 3.9 LCD yang Terhubung dengan Port 0 ……………….………….
34
ix
Gambar 3.10 Rangkaian Relay Sebagai Saklar……...…..……...…………… 35 Gambar 4.1 Karakteristik Sensor AF-30 ………………………..………....... 38
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port 1.0 dan 1.1 ....……………..........................
9
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port 3 ………...……………………...................
10
Tabel 2.3 Konfigurasi Port LCD ………………………………….................
24
Tabel 4.1 Sampel Data Tegangan Keluaran Sensor ………………………....
38
Tabel 4.2 Kadar Gas CO Berdasarkan Tegangan Keluaran Sensor dan ADC 0804 ………………………............................................. 42 Tabel 4.3 Kadar Gas CO Berdasarkan Pengukuran Tegangan Keluaran Sensor ………………………........................................... 50
x
