PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains MARDIAH TANJUNG 060801039
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains MARDIAH TANJUNG 060801039
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2011
PERSETUJUAN
Judul Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas
: PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC : SKRIPSI : MARDIAH TANJUNG : 060801039 : SARJANA (S-I) FISIKA : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, Mei 2011
Diketahui/Disetujui oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua
(DR. Marhaposan Situmorang ) NIP.195510301980031003
Pembimbing
( DR. Marhaposan situmorang ) NIP. 195510301980031003
PERNYATAAN
PENGUKURAN KONSENTRASI GAS LPG MENGGUNAKAN SENSOR HS133 BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51 DAN PC SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing- masing disebutkan sumbernya
Medan, 10 Mei 2011
MARDIAH TANJUNG 060801039
PENGHARGAAN Puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas rahmad dan karunianya serta shalawat dan salam kepada junjungan Nabi besar Muhammdad SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini yang berjudul: ” Pengukuran Konsentrasi Pada Gas LPG Menggunakan Sensor HS133 Berbasis
Mikrokontroler AT89S51 Dan PC”
Dalam penyelesaian tugas akhir ini, penulis banyak mengucapkan terima kasih kepada Dekan dan pembantu dekan FMIPA USU, kepada ketua dan sekretaris Departemen Fisika Dr.Marhaposan Situmorang dan Dra. Yustinon MS, dan bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku dosen pembingbing dalam menyelesaikan tugas akhir ini.Ucapan terimakasih juga kepada saya ajukan kepada bapak Dr. Bisman P, M.Eng.Sc, Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc, Dr. Nasruddin, M.Eng.Sc dan Drs. Aditia warman, M.Si selaku dosen penguji. Ucapan terima kasih juga Kepada ibu Dra. Manis Sembiring M.Si selaku dosen wali selama mengikuti perkuliahan. Ucapan terimakasih saya sangat istimewa kepada ayahanda tercinta H.Muhammad Syafi’i Tanjung dan Ibunda tercinta Hj. Khairani Lubis yang banyak memberikan motivasi , semangat dan materil, dan kepada kakak saya Ruqowiyah Tanjung Am.K dan adek-adek saya Baginda Rajo Ameh, M. Ali Hanapiah syafi’i , Alwi, Khadijah, Raja, Reyza, Minah, dan semua sanak saudara.Dan tidak lupa kepada teman-temanku stambuk ’06 Nova, Gina, Kiki, Deri, Osma, Handri, Roslina, Elisda, Leo, Imah, Tari dan semua anak Fisika Khususnya stambuk ’06 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu. Dan kawan-kawan saya Tapi, Adenisa, Nasar dan Tabah. Ucapan terima kasih juga kepada Syahrul E. Rangkuti S.Sos dan Rinaldy Saputra S.E yang selalu memberikan dorangan dan bantuan selama penulis menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis
ABSTRAK
Ada bermacam-macam jenis gas dan kebutuhan gas. Salah satu contohnya gas yang banyak digunakan masyarakat baik dalam kehidupan rumah tangga maupun industry adalah gas LPG. Gas ini berbentuk cairan dan tidak berwarna yang baunya menyengat. LPG terbentuk dari 2 macam campuran senyawa hidrokarbon yaitu butane dan propana. Ciri khas dari gas LPG adalah sensitive terhadap api, mudah terbakar, tidak berbau dan berwarna. LPG jenis campuran yang dipasupakan bahan bakar yang dipasarkan dimasyarakat adalah merupakan bahan bakar yang mudah terbakar dan sensitip terhadap api, sehingga sering terjadi kebakaran. Untuk menanggulangi terjadinya kebakaran adalah maka diperlukan alat yang dapat mendeteksi adanya gas yang bocor. Sistem ini bekerja dengan cara mendeteksi gas dari LPG itu sendiri . Cara kerja dari sensor HS133 adalah sensor ini bekerja pada saat kebocoran pada gas dalam suatu rungan , cara kejanya adalah jika molelekul gas menyentuh sensor maka satuan resistansinya mengecil sesuai dengangan konsentrasi gas dan dan mempengaruhi tegangan keluarannya juga dan sebaliknya. Keluaran sensor akan diolah oleh pengondisi sinyal dan hasilnya akan dikonversi kerangkaian AD0804 output ADC 0804 akan dibaca mikrokontroler AT89S51 dan hasil akhirnya ditampilkan ke PC dan alarm akan berbunyi jika konsentrasi gas melampai batas tandanya sudah berbahaya.
ABSTRACT Measurment of LPG Concentration using HS133 sensor based on AT89S51 microcontroler and PC There are many different types of gases and gas needs. One of geses that is widely used in both domestic life and industry is LPG. This gas is a colorless liquid that has sting smells. LPG is formed from amixture of hydrocarbon compounds i.e. butane and propane. The characteristic of LPG is sensitive to fires, flammable, odorless and colorless. The LPG that is marketed in public is a flammable fuel and sensitive to fire. It often causes a fire. Because of this fact, it is necessary to have a device that can detect any gas leaks. The systemof the device introduced in this research works by detecting the gas from the LPG itself. the HS133 sensor which is used in this device is working when there is gas leak in a room, the basic principle is if the gas molecul touchs sensor, it will make the resistance decline according to gas concentration and will affect the output voltage anvice versa. Sensor output will be processed by signal conditioning and the result will be converted to AD0804 circuit. The ADC output will be read by microcontroller AT89S51 and the result is displayed to the PC. The alarm will sound if the gas concentration exceeded threshold.
DAFTAR ISI
halaman Persetujuan
ii
Pernyataan
iii
Penghargaan
iv
Abstrak
v
Abstrack
vi
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
ix
Daftar Gambar
x
BAB I
BAB II
Latar Belakang 1.1. Pendahuluan
1
1.2. Tujuan Penelitian
2
1.3. Batasan Masalah
2
1.4. Manfaat Penelitian
3
1.5. Sistematika Penulisan
3
TinjauanPustaka 2.1 Sensor GasLPG HS133
4
2.1.1. Gambaran Umum Sensor HS133
4
2.1.2. Spesifikasi sensor HS133
6
2.2 Mikrokontroler AT89S51
6
2.2.1. Gambaran Umum mikrokontroler AT89S51
7
2.2.2. Fungsi pin-pin Pada Mikrokontroler AT89S51
9
2.2.3. Menggunakan Operasi Port serial AT89S51
10
2.2.4.Baud Rate
12
2.2.5. Cara Kerja Mikrokontroler
15
2.3. ADC 0804 (Analog To Digital Converter) 2.3.1 Gambaran Umum
16
2.3.2. Karakteristik ADC 0804
19
2.4. Relay
19
2.5. RS232
21
2.5.1. Komunikasi Data Serial
21
2.5.3. Keuntungan menggunakan Komunikasi Serial
22
2.6. Visual Basic 6.0
BAB III
BAB IV
24
2.6.1. Mengenal Visual Basic 6.0
24
2.6.2. Pengertian dari Objek
24
2.6.3. Property
25
2.6.4. Event
25
Perancangan Alat dan Program 3.1. Diagram Blok
26
3.2. Rangkaian Power supply
27
3.3. Rangkain Mikrokontroler AT89S51
27
3.4. Rangkaian Sensor HS133
29
3.5. Rangkaian Buzer
32
3.6. Rangkaian Driver MAX232
33
Pengujian Alat dan Program 4.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler AT89S51
36
4.2. Pengujian Rangkaian Buzer
37
4.3. Pengujian Rangkaian ADC
38
4.4. Prosedur Pengambilan Data
39
4.5. Analisa Data
39
4.5.1. Konsentrasi secara teori
39
4.5.2. Perhitungan ralat pada sensor I
43
4..5.3. Perhitungan ralat pada sensor II
44
4.6. Tampilan Visual Basic BAB V
16
46
Kesimpulan Dan Saran 5.1. Kesimpulan
47
5.2. saran
47
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL halaman Tabel 1. Kapasitas memory mikrokontroler seri AT89SXX
8
Tabel 2. Mode Serial Vs Baud rate
14
Tabel 3. Penentuan Nilai TH1 Pada Pembangkit Baud rate
14
Tabel 4. Fungsi Pin pada DB9
22
Tabel 5. Data Hasil Pengujian Pada Sensor I
41
Tabel6. Data Hasil Pengujian Pada Sensor II
42
DAFTAR GAMBAR halaman Gambar 2.1.Struktur dan Dimensi HS133
6
Gambar 2.2. Bentuk Fisik Sensor HS133
7
Gambar 2.3. Konfigurasi Pin (Kaki) pada mikrokontroler AT89S51
11
Gambar 2.4. Diagram Blok Port Serial
11
Gambar 2.5. Komunikasi Asinkron dan Komunikasi asinkron
12
Gambar 2.6. Diagram Blok ADC 0804
16
Gambar 2.7. Konfigurasi Pin IC ADC 0804
18
Gambar 2.8. Konektor DB9
22
Gambar 3.1. Diagram blok Rangkaian
26
Gambar 3.2. Rangkaian skematik Power Supply
27
Gambar 3.3. Rankaian mikrokontroler AT89S51
28
Gambar 3.4. Bentuk fisik sensor HS133
29
Gambar 3.5. Rangkaian sensor temperature dan ADC
30
Gambar 3.6. Rangkaian Buzer
32
Gambar 3.7. Rangkaian MAX232
33
Gambar 3.8. Diagram alir pada mikrokontroler At89S51
34
Gambar 3.9. Diagram alir pada PC
35
Gambar4.1. Grafik Konsentrasi(PPM) Vs Output Sensor HS133 I
41
Gambar4.2. Grafik Konsentrasi (PPM) Vs Output Sensor HS133 II
43
Gambar 4.3. Tampilan Visual Basic
46
