PERANCANGAN SISTEM LARANGAN MEROKOK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO
NASKAH PUBLIKASI
diajukan oleh Ahmed Al Mashudi 12.11.6186
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA YOGYAKARTA 2016
1
2
PERANCANGAN SISTEM LARANGAN MEROKOK OTOMATIS BERBASIS MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO Ahmed Al Mashudi1), Ema Utami2) 1)
Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Magister Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta Jl Ringroad Utara, Condongcatur, Depok, Sleman, Yogyakarta Indonesia 55283 2)
Email :
[email protected]),
Abstract - Since the number of people who smoke carelessly in public areas or in places that have been determined then made the design tool of microcontroller-based arduino uno which aims to provide the warning smoking ban automatically on areas that are not allowed to smoke in order not to disturb or cause adverse effects on nonsmokers who are nearby. The circuit uses a microcontroller tool MQ-2 gas sensor to detect cigarette smoke and Voice record Module module for voice record and playing back sound warning smoking ban. This system works by detecting levels of air pollution caused by smoke, if the high pollution levels, the system will immediately give a warning sound. With the tool created is expected to reduce the smokers who smoke in non-smoking area as well as reducing the air pollution.
[email protected])
1.2 Rumusan masalah “Bagaimana merancang sebuah alat yang dapat mendeteksi asap rokok pada suatu tempat atau ruangan yang secara otomatis akan memberikan peringatan suara berupa larangan merokok?” 1.3 Batasan Masalah Ruang lingkup dalam perancangan dan pembuatan alat ini dibatasi pada : 1. Merancang dan membuat prototipe sistem Larangan Merokok Otomatis yang sederhana. 2. Menggunakan sensor gas MQ-2 untuk mendeteksi asap rokok. 3. Perangkat lunak yang di gunakan adalah Arduino dan bahasa pemrograman C. 4. Alat hanya digunakan untuk dalam ruangan. Alat hanya mendeteksi keberadaan asap, bukan sumber asap.
Keywords - Microcontroller, Arduino, Arduino Uno, MQ-2 Sensor
1.4 Tujuan Penelitian 1. Merancang dan membuat alat Larangan Merokok Otomatis yang hemat daya dan efisien. 2. Untuk memperingatkan agar tidak merokok di suatu tempat tertentu. 3. Menerapkan dan mengembangkan ilmu yang dieperoleh selama kuliah di “STMIK AMIKOM Yogyakarta”
1.1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Kemajuan teknologi masa kini berkembang sangat pesat di berbagai sektor. Hal ini dapat dibuktikan dengan banyaknya inovasi-inovasi yang telah dibuat di dunia ini. Salah satunya dari perangkat Mikroprosesor dan Mikrokontroler. Peranan elektronika disegala bidang menjadi semakin besar diabad ke dua satu ini. Telah banyak peringatan tentang bahaya asap rokok terhadap aspek kesehatan tubuh manusia. Diantaranya adalah batuk kronis, kanker paru-paru, dan gangguan kesehatan lainnya yang jelas tertulis jelas pada bungkus rokok tersebut. Walaupun telah diketahui bahwa asap rokok ini berbahaya, kebutuhan akan rokok ini cukup besar karena banyak orang yang tidak peduli dengan efek negatif dari asap rokok ini. Dampak negative tersebut juga bisa terkena pada perokok pasif yang menghirup asap rokok yang tersebar disekelilingnya. Perokok pasif tidak kalah berbahayanya dibandingkan dengan perokok aktif karena mereka menghirup aliran samping (sidestream) dan aliran utama (mainstream). Aliran samping adalah asap rokok yang berasal dari ujung rokok yang terbakar, sedangkan aliran utama adalah asap rokok yang telah dihisap oleh perokok lalu kemudian dihembuskan kembali ke udara [1].
1.5 Metode Penelitian Untuk mendapatkan hasil yang diharapkan dan sesuai dengan tujuan, maka dalam menganalisis dan dalam perancangan alat Larangan Merokok Otomatis ini perlu data yang valid, akurat dan lengkap, metode pengumpulan data yang digunakan untuk mencapai tujuan tersebut sebagai berikut : 1. Metode Pengumpulan Data 2. Metode Analisis 3. Metode Perancangan 4. Metode pengembangan 5. Metode testing / pengujian 6. Metode Implementasi 2. Landasan Teori 2.1 Kajian Pustaka 2.2 Asap Rokok Asap rokok mengandung ribuan zat kimia, atau 'komponen asap,' juga disebut sebagai 'emisi asap.' Komponen asap yang paling luas dikenal adalah tar, nikotin, dan karbon monoksida (CO). Selain zat-zat ini,
1
hingga saat ini lebih dari 7,000 zat kimia telah diketahui terkandung dalam asap rokok. Dinas kesehatan masyarakat telah menggolongkan sekitar 70 komponen asap sebagai kemungkinan penyebab penyakit yang terkait dengan merokok, seperti kanker paru, penyakit jantung, dan emfisema [1].
larangan merokok otomatis dengan sensor gas MQ-2 berbasis arduino uno ini terbagi menjadi dua bagian, yaitu perancangan Hardware dan Perancangan Software. Perancangan hardware meliputi rangkaian elektrinika. Sedangkan perancangan software terdiri dari perancangan program dengan bahasa C arduino Uno. Pemodelan sisstem dengan menggunakan flowchart. Langkah-langkah penelitian perancangan Auto Smoke Neutralizer seperti dibawah ini : 1. Analisis Sistem 2. Analisis Kebutuhan Alat dan Bahan 3. Perancangan Sistem 4. Perancangan Perangkat Keras
2.3 Mikrokontroler Mikrokontroler adalah sebuah sistem koputer fungsional dalam sebuah chip. Di dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori (sejumlah kecil RAM, memori program, atau keduanya), dan perlengkapan input-output. Mikrokontroler adalah salah satu dari bagian dasar dari suatu sistem computer. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu computer pribadi dan computer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemen-elemen sasar yang sama. Secara sederhana, computer akan menghasilkan output spesifik berdasarkan inputan yang diterima dan program yang dikerjakan [2].
3.2 Analisis Sistem 3.2.1 Analisis Identifikasi Masalah Identifikasi masalah merupakan langkah awal yang dilakukan dalam tahap analisis sistem. Beberapa masalah yang muncul dalam penelitian perancangan Auto Smoke Neutralizer ini, yaitu : 1. Masih menggunakan satu sensor gas untuk mendeteksi asap rokok. 2. Arduino Uno sebagai komponen utama dengan harga relativ mahal. 3. Peletakan sensor gas yang kurang tepat, karena asap rokok bergerak mengikuti arah udara atau angin yang tidak menentu. 4. Masih berupa alat prototip.
2.4 Arduino Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama, yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan ATMEL. Mikrokontroler itu sendiri adalah suatu chip atau IC (integrated circuit) yang bias diprogram menggunakan computer. Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Jadi mikrokontroler bertugas sebagai „otak‟ yang mengendalikan input, proses dan output sebuah rangakaian elektronik [2].
3.2.2 Analisis SWOT Analisis SWOT adalah suatu cara untuk mengidentifikasi berbagai faktor secara sistematis dalam rangka merumuskan strategi perusahaan. Analisis ini didasarkan pada logika dapat memaksimalkan kekuatan (Strength) dan peluang (Oppurtunities), namun secara bersamaan dapat meminimalkan kelemahan (Weaknesses) dan ancaman (Threats) [4].
2.5 Sensor Gas MQ-2 Sensor MQ-2 ini dipergunakan untuk melakukan pendeteksian kebocoran gas di dalam ruangan. MQ-2 digunakan untuk pendeteksian terhadap gas LPG, butana, propana, metana, alkohol, hydrogen dan asap rokok [3].
Tabel 1 Analisis SWOT Auto Smoke Neutralizer Kekuatan Kelemahan 1.
2.
3.
Gambar 1 Sensor MQ-2 3. Analisis Dan Perancangan 3.1 Deskripsi Umum Perancangan sistem larangan merokok otomatis dengan sensor gas MQ-2 berbasis arduino uno atau yang diberi nama Auto Smoke Neutralizer. Perangan sistem 2
Perancangan alat dan program Auto Smoke Neutralizer dibuat sederhana. Auto Smoke Neutralizer dapat bekerja secara otomatis. Memberi peringatan larangan merokok.
1. 2.
3.
Menggunakan satu buah sensor gas. Peletakan sensor gas yang kurang tepat, karena asap rokok bergerak mengikuti arah udara atau angin yang tidak menentu. Pendeteksian sensor kurang akurat.
Peluang
Ancaman
Alat Auto Smoke Neutralizer ini dapat dikembangkan menjadi lebih baik, efisien dan hemat daya sesuai kebutuhan yang akan datang.
Adanya alat serupa yang lebih canggih dan menggunakan sensor yang lebih sensitive terhadap pendeteksian asap rokok.
komponen rangkaian kipas, speaker, dan airfreshener akan segera bekerja secara otomatis. Kipas akan berhenti bekerja setelah kondisi udara di dalam ruangan telah kembali normal 4. Implementasi Dan Pembahasan 4.1 Desain Alat Desain dari prototipe alat Auto Smoke Neutralizer yang digunakan untuk mengimplementasikan dapat di lihat pada gambar 3. Bahan yang digunakan untuk membuatnya dengan menggunakan sebuah sterofom yang berukuran 30 cm x 20 cm x 20 cm.
3.2.3 Kebutuhan Fungsional Dalam perancangan program Auto Smoke Neutralizer ini, program yang dibuat harus dapat memenuhi kebutuhan sebagai berikut. 1. Memberikan peringatan suara secara otomatis. 2. Membuang asap rokok keluar dari ruangan. 3. Kipas bekerja secara otomatis. 4. Menghilangkan bau asap rokok di dalam ruangan.
3.3 Flowchart Sistem Gambar 3 Desain Alat
4.2 Hasil Akhir Alat
Gambar 4 Hasil Akhir Alat 4.3 Pengujian Alat Pengujian dilakukan dalam tahap ini adalah pengujian program yang telah dimasukan dalam arduino uno, pengujian dilakukan berdasarkan pada analisis kebutuhan fungsional. Gambar 2 Flowcart Sistem
4.4 Pengujian Kebutuhan Fungsional Sistem Pada tahap pengujian kebutuhan fungsional pada alat ini ada beberapa point yang harus dipenuhi yaitu sebagai berikut . Saat asap rokok terdeteksi oleh sensor atau telah melewati batas aman maka LED merah akan menyala dan memberikan peringatan larangan merokok secara otomatis kemudian kipas akan membuang asap ke luar ruangan serta airfreshener menghilangkan bau asap rokok dengan cara menyemprotkan pengharum ruangan. Perlu adayanya kalibrasi manual terhadap nilai pendeteksian asap rokok pada setiap ruangan yang berbeda. Bagian ini bisa dilihat pada gambar 5.
Keterangan flowchart : Cara kerja program Auto Smoke Neutralizer dapat dilihat secara sederhana dalam gambar 2. Apabila alat Auto Smoke Neutralizer dalam keadaan off maka proses selanjutnya tidak dikerjakan, namun jika alat Auto Smoke Neutralizer dalam keadaan on maka proses selanjutnya dikerjakan, sensor gas akan bekerja dengan mentedeksi polutan udara. Apabila polutan udara yang terdeteksi dibawah batas aman maka LED hijau akan menyala dan komponen rangkaian kipas, speaker, dan airfreshener tidak aktif. Jika polutan udara yang terdeteksi di atas batas aman maka LED merah akan menyala dan
3
Tabel 2 Hasil Pengujian Kebutuhan Fungsional Sistem Pengujian No Kebutuhan Fungsional Berhasil Gagal Memberikan peringatan 1 suara secara otomatis Kipas bekerja secara 2 otomatis. Membuang asap rokok 3 keluar dari ruangan Menghilangkan bau asap 4 rokok di dalam ruangan
4.6 Analisis Kelebihan Dan Kelemahan Dari Hasil Uji Coba Alat A. Kelebihan : 1. Alat memberikan peringatan suara larangan merokok secara otomatis. 2. Rancangan pada komponen alat dibuat dengan sederhana dan mudah dalam instalasi dan pemasangan.
Gambar 5 Sensor Mendeteksi Asap Rokok Saat asap rokok tidak terdeteksi oleh sensor atau berada di bawah batas aman maka alat akan LED hijau akan menyala dan rangkaian lain yaitu speaker, kipas dan airfreshener tidak bekerja. Bagian ini bisa dilihat pada gambar 6.
B. Kelemahan : 1. Sensor tidah hanya mendeteksi asap rokok, tetapi juga mendeteksi gas lainya seperti gas LPG, butan dan metana. 2. Alat akan tetap memberikan peringatan jika terdapat kontaminan gas seperti gas LPG, butan dan metana. 5. Penutup 5.1 Kesimpulan Dari hasil pengujian alat yang telah dibuat ini, maka didapatkan beberapa kesimpulan pada perancangan alat ini sebagai berikut : 1. Rangkaian mikrokontroler bekerja sesuai dengan rancangan program yang di buat. 2. Pada saat sensor gas MQ-2 telah mendeteksi asap rokok maka led merah, Speaker, fan, dan airfreshener akan aktif secara otomatis. 3. Speaker akan memberikan suara peringatan yang telah direkam pada modul voice record ISD1820. 4. Perlu dilakukan kalibrasi secara manual pada sensor gas MQ-2.
Gambar 6 Sensor Tidak Mendeteksi Asap Rokok
5.2 Saran Karena dalam pembuatan alat ini masih dirasa jauh dari kesempurnaan, maka sekiranya dapat dilakukan pengembangan serta penyempurnaan untuk kedepannya, diantaranya yaitu : 1. Diperlukan lebih dari satu sensor untuk mendeteksi asap rokok pada ruangan yang besar. 2. Penambahan LCD mini untuk menampilkan keluaran / output terhadap pendeteksian nilai asap atau pencemaran udara.
4.5 Hasil Pengujian Kebutuhan Fungsional Sistem Setelah pengujian alat berhasil, maka akan dilakukan pengujian sesuia dengan kebutuahn fungsional, berikut tabel sesuai dengan kebutuhan fungsional.
4
Daftar Pustaka [1] Anonim. Apa yang Terkandung dalam Asap Rokok What is Inside Cigarette Smoke. http://www.sampoerna.com/id_id/our_products/page s/what_is_in_ cigarette_smoke.aspx. 1 Desember 2015. [2] Syahwil, Muhammad. 2013. Panduan Mudah Simulasi dan Praktek Mikrokontroler Arduino. Yogyakarta : Andi. [3] Anonim. ATmega168/328-Arduino Pin Mapping. https://www.arduino.cc/en/uploads/Hacking/Atmega 168PinMap2.png. 1 Desember 2015. [4] Jogiyanto, 2005. Analisis dan desain sistem informasi : pendekatan Terstruktur Teori dan Praktik Aplikasi Bisnis. Yogyakarta : Andi. Biodata Penulis Ahmed Al Mashudi, memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom), Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM Yogyakarta, lulus tahun 2016.
Ema Utami, memperoleh gelar Sarjana Sains (S,Si) Program Studi Ilmu Komputer UGM tahun 1997, memperoleh gelar Magister Komputer (M,Kom) Program Studi Ilmu Komputer UGM tahun 2002, memperoleh Doktor (Dr.) Program Studi Ilmu Komputer UGM tahun 2010.
5
