Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
RANCANG BANGUN SISTEM ALARM DAN PINTU OTOMATIS DENGAN SENSOR GAS BERBASIS ARDUINO Fina Supegina1, Wahyudi2 1,2
Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext.2600 Fax: 021-5857733 Email:
[email protected]
sekarang
Model alarm sistem detektor gas
kalangan
ini bekerja secara otomatis ini dapat
masyarakat dari ukuran 12 kg sampai
membuang gas dari dalam keluar
dengan ukuran 3 kg, disaat program
ruangan dengan memakai Exhaust
pemerintah
fan
Abstrak banyak
di
Gas
Elpiji
pakai
di
mengalihkan
dari
dan
membuka
pintu
kompor minyak ke kompor gas
sirkulasi udara dengan
banyak masyarakat merasa cemas
perangkat arduino
dan was - was akan bahaya kompor
mikrokontroller
gas apabila terjadi ke bocoran tabung
Dari
hasil
untuk
memakai uno sebagai
perancangan
dan
gas,atau regulator gas yang kurang
analisa serta pengujian telah berhasil
pas dan juga selang gas yang bocor.
dibuat
Dari
alarm yang bekerja secara otomatis
program
pemerintah
mengalihkan kompor
minyak
ke
untuk
seperangkat sistem model
pengaman
dari
bahaya
kompor gas dibutuhkan alat sistem
kebocoran gas dalam ruangan
pengaman yang otomatis yang bisa
Kata kunci : sensor gas MQ 6,
membuang gas pada saat terjadi
Arduino uno, Driver L298 P, Motor
kebocoran di dalam ruangan maka,
dc, buzzer, dan lampu led indikator
dibuatlah
perancangan
pembuatan dengan
model
detektor
sistem gas
&
dan alarm pintu
otomatis berbasis arduino. Dengan menggunakan sensor gas MQ 6 yang di khususkan untuk mendeteksi gas LPG.
PENDAHULUAN Dalam era modern saat ini, cara berpikir manusia semakin praktis. Aneka alat rumah tangga diciptakan dengan teknologi tinggi dan serba elektronis.
Dimaksudkan
mempermudah
segala
untuk
perkerjaan
anda. Salah satu produk tersebut Vol.4 No.2 Mei 2013
44
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
adalah kompor dengan bahan bakar
otomatis untuk mengetahui adanya
gas
LPG.
menggantikan
Bahan
bakar
ini
kebocoran dari tabung gas dan solusi
sistem
pembakaran
menghilangkan gas yang berbahaya
kompor dengan bahan bakar minyak
tersebut keluar ruangan.
tanah yang konon dikatakan sudah
Rumusan Masalah
ketinggalan
jaman.
Gas
Elpiji
Bagaiman membuat suatu alat
sekarang banyak di pakai di kalangan
pengaman
masyarakat dari ukuran 12 kg sampai
alarm sistem detector gas
dengan ukuran 3 kg, disaat program
bekerja secara otomatis sehingga
pemerintah
dari
dapat membuang gas apabila terjadi
kompor minyak ke kompor gas
kebocoran gas diruangan dengan
banyak masyarakat merasa cemas
perangkat
dan was - was akan bahaya kompor
mikrokontroler.
gas apabila terjadi ke bocoran tabung
Tujuan Penelitian
mengalihkan
menggunakan
Arduino
Uno
model yang
sebagai
gas,atau regulator gas yang kurang
Tujuan dari penelitian ini adalah
pas dan juga selang gas yang bocor.
untuk membuat suatu alat pengaman
Dari
model alarm sistem detektor gas
program
mengalihkan
pemerintah
kompor
minyak
ke
yang
bekerja
secara
otomatis
kompor gas dibutuhkan alat sistem
sehingga
pengaman yang otomatis yang bisa
apabila
membuang gas pada saat terjadi
diruangan dengan perangkat Arduino
kebocoran di dalam ruangan maka,
uno sebagai mikrokontroller.
dibuatlah
perancangan
pembuatan dengan
model
detektor
sistem gas
&
dapat membuang gas terjadi
kebocoran
gas
dan alarm pintu
LANDASAN TEORI LPG (liquefied Petroleum Gas)
otomatis berbasis arduino. Dengan
LPG adalah bahan bakar gas cair
menggunakan sensor gas MQ 6 yang
yang tidak berwarna dan berbau.
di khususkan untuk mendeteksi gas
Tanpa hembusan angin. LPG akan
LPG.
menghambur secara perlahan dalam
Pada awalnya gas elpiji yang bocor
udara. Agar kebocoran gas dapat
sangat berbahaya. Untuk itu di
terdeteksi,
perlukan suatu system pengaman
memberikan zat khusus dalam gas
Vol.4 No.2 Mei 2013
Pertamina
telah
45
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
LPG yang disebut Mercaptane. LPG
ISSN : 2086‐9479
Daya (Power)
yang
Arduino UNO dapat disuplai
berarti “gas minyak bumi yang
melalui koneksi USB atau dengan
dicairkan”
sebuah
Sifat khas LPG
Sumber daya dipilih secara otomatis.
(liquefied
petroleum
gas)
Gas LPG bersifat Flammable
Suplai
power
suplai
eksternal.
eksternal(non-USB)
dapat
batas
diperoleh dari sebuah adaptor AC ke
Flammabality, LPG adalah sumber
DC atau battery. Adaptor dapat
api yang terbuka, sehingga letup
dihubungkan dengan mencolokkan
(percikan api) yang sekecil apapun
sebuah center-positive plug yang
dapat segera menyambar gas LPG.
panjangnya 2,1 mm ke power jack
Arduino Uno
dari
(mudah
terbakar).
Dalam
Pada Arduino terdapat dua buah
board.Board
Arduino
UNO
dapat beroperasi pada sebuah suplai
jenis pin, yaitu analog dan digital.
eksternal 6 sampai 20 Volt
Pin digital memiliki dua buah nilai
Sensor Gas MQ-6
yang dapat ditulis kepadanya yaitu
Sensor MQ 6 adalah sensor
High(1) dan Low(0). Logika high
untuk mendeteksi gas LPG (liquefied
maksudnya ialah 5 Volt dikirim ke
Petroleum
pin baik itu oleh mikrokontroler atau
kandungan gas propane, butane dan
dari komponen. Low berarti pin
LNG (liquefied Natural Gas) yang
tersebut bertegangan 0 Volt. Dari
bahan utama adalah gas metane
logika ini, dapat membayangkan
(CH4). Sensor ini dapat mendeteksi
perumpamaan: start/stop, siap/tidak
gas pada konsentrasi di udara antara
siap, on/off,
200 sampai 1000ppm. Sensor ini
Gas),
dengan
jenis
memiliki sensitivitas yang tinggi dan waktu respon yang cepat. Output sensor
adalah
Sirkuit
dari
resistansi sensor
ini
analog. sangat
sederhana, yang diperlukan sensor ini adalah memberi tegangan dengan 5V, menambahkan resistansi beban, Gambar 2.1 Board Arduino Uno R3
Vol.4 No.2 Mei 2013
dan menghubungkan output ke ADC.
46
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
tersebut berupa putaran dari rotor. Jadi motor DC menerima sumber arus
DC
dari
menjadi
energi
jala-jala
dirubah
mekanik
berupa
putaran yang nantinya akan dipakai Gambar 2.2 Sensor gas MQ 6
oleh peralatan lain.
Driver Motor (Motor shield L289 ) Modul yang menggunakan IC driver
L298
yang
memiliki
kemampuan menggerakkan motor DC sampai arus 4A dan tegangan maksimum 35 Volt DC untuk satu kanalnya
Prinsip kerja motor DC Adanya
garis-garis
gaya
medan
magnet (fluks) antara kutub yang berada pada stator. Penghantar yang dialiri arus ditempatkan pada jangkar yang berda dalam medan magnet. Pada penghantar timbul gaya yang
Pin Enable A dan B untuk mengendalikan jalan atau kecepatan motor, pin Input 1 sampai 4 untuk mengendalikan arah putaran. Pin Enable diberi VCC 5 Volt untuk kecepatan penuh dan PWM (Pulse Width Modulation) untuk kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.
menghasilkan torsi Limit Switch Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang
berfungsi
menggantikan
tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya
ditekan
penekanan
tertentu
pada
batas
yang
telah
ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan.
Gambar 2.3 driver L298P Motor DC Motor
DC
berfungsi
untuk
mengubah tenaga listrik arus searah
Gambar 2.4 Simbol dan bentuk Limit Switch
menjadi tenaga gerak.Tenaga gerak
Vol.4 No.2 Mei 2013
47
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
PERANCANGAN
DAN
PEMBUATAN MODEL SISTEM
ISSN : 2086‐9479
sebagai
indikator
alarm
jika
terdeteksi suatu kebocoran gas.
ALARM DETEKTOR GAS Blok Diagram Rangkaian Dalam
sistem
perancangan
diagram blok yang perlu di pahami adalah acara kerja dari sistem yang akan kita buat. Sensor akan bekerja saat mendeteksi adanya kebocoran gas dengan mengirimkan sinyal ke mikrokontroller
arduino
untuk
mengaktifkan alarm, lampu led, dan Exhaust fan secara otomatis
untuk
Gambar3.2 FlowChart perancangan
menghilangkan atau mengeluarkan
model alarm sistem detektor gas
gas dari ruangan.
Sensor Gas MQ-6 Pada sensor MQ-6 khusus untuk mendeteksi gas sebagai berikut : LPG, iso butana, propana dan LNG. Pada percobaan ini dapat dideteksi keberadaan
gas
LPG
dengan
menggunakan korek gas.
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian sensor gas MQ-6 Prosedur Kerja Alat Pada diagram
gambar alir
menunjukan
system
kerja
perancangan model alarm system detektor
gas
otomatis
berbasis
arduino uno dan Exhaust fan dengan menggunakan sensor MQ 6 dengan menggunakan
LED
Vol.4 No.2 Mei 2013
dan
buzzer
Gambar 3.3 Schematic Interface sensor MQ-6 dengan arduino Rangkaian Power Supply Power supply digunakan sebagai catu daya dan merupakan bagian
48
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
yang sangat penting, karena tanpa
Gambar 3.5 Diagram rangkaian
adanya catu daya maka rangkaian
motor dc dengan arduino
elektronik tidak akan bekerja.
Rangkaian keseluruhan
Rangkaian catu daya digunakan
Pada
bagian
ini
adalah
sebagai supply tegangan searah
menggabukan rangkaian keseluruhan
untuk rangkaian yang akan
komponen
menjadi
dirancang.
rangkaian
digabukan
satu.
Semua
kepada
pin
input-output modul arduino yang sudah disesuaikan terhadap program yang telah di buat
Gambar 3.4
Rangkaian Power
Supply Rangkaian Driver Motor DC Driver
ini
berfungsi
memutar
untuk
motor
dc
searah/berlawanan arah dengan arah jarum jam. dapat
Mikrokontroler tidak
langsung
putaran
mengendalikan
motor
dc,
karena
itu
Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan sistem sensor gas MQ 6 PENGUJIAN DAN ANALISA
dibutuhkan driver sebagai perantara
RANGKAIAN
antara mikrokontroler dan motor dc,
Hasil perancangan
sehingga perputaran dari motor dc dapat
dikendalikan
oleh
Setelah perancangan alat selesai, selanjutnya yang perlu dilakukan adalah pengujian dan analisa alat
mikrokontroler. U1 2 3 4 5 6 11 12 13
PD0/RXD/PCINT16 PD1/TXD/PCINT17 PD2/INT0/PCINT18 PD3/INT1/OC2B/PCINT19 PD4/T0/XCK/PCINT20 PD5/T1/OC0B/PCINT21 PD6/AIN0/OC0A/PCINT22 PD7/AIN1/PCINT23
21 20
AREF AVCC
PB0/ICP1/CLKO/PCINT0 PB1/OC1A/PCINT1 PB2/SS/OC1B/PCINT2 PB3/MOSI/OC2A/PCINT3 PB4/MISO/PCINT4 PB5/SCK/PCINT5 PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6 PB7/TOSC2/XTAL2/PCINT7
14 15 16 17 18 19 9 10
PC0/ADC0/PCINT8 PC1/ADC1/PCINT9 PC2/ADC2/PCINT10 PC3/ADC3/PCINT11 PC4/ADC4/SDA/PCINT12 PC5/ADC5/SCL/PCINT13 PC6/RESET/PCINT14
23 24 25 26 27 28 1
ATMEGA328P
12 volt
9
4 VS
IN1 IN2 IN3 IN4 ENA ENB
1 15
SENSA SENSB
keberhasilan dalam perancangan alat Pengujian mengambil
5 volt
VCC
5 7 10 12 6 11
yang bertujuan untuk melihat tingkat
U2 OUT1 OUT2 OUT3 OUT4
2
alat
dilakukan data-data
untuk hasil
perancangan
3 13 14
GND 8
Vol.4 No.2 Mei 2013
L298
49
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
Gambar 4.1 Perancangan alarm
Gambar 4.2 pengujian sensor pada
sistem detektor gas pintu otomatis
saat ada gas
Pengujian sensor gas MQ 6 pengujian
sensor
pengujian sensor pada saat gas
gas
ini
menggunakan
korek
ditekan
dan
didekatkan
sensor,
untuk pengujian sensor gas
ini
dilakukan
tegangan
gas
dengan
sensor
yang dengan
mengukur
melalui
ISSN : 2086‐9479
kabel
berkurang
sensor
mengeluarkan
tegangan
masih yang
ditampilkan pada multitester sebesar 1,09 volt dan kipas masih berputar mengeluarkan
gas
yang
tersisah
didalami ruangan
multitester yang terhubung positif dengan kabel analog output sensor yang berwarna biru, sedangkan kabel multitester negatif terhubung dengan kabel sensor ground berwarna hitam. Input tegangan sensor mendapatkan dari board arduino sebesar 5 volt dengan warna kabel merah. Sensor bekerja
mendeteksi
mengeluarkan
tegangan
ada
gas melalui
kabel analog sensor yang terhubung dengan multitester sebesar 4,22 volt
Gambar 4.3 pengujian sensor pada saat gas berkurang Pada saat sensor tidak mendeteksi gas tegangan yang terukur pada multitester sebesar 0,64 volt dan kipas berhenti berputar serta pintu tertutup
Vol.4 No.2 Mei 2013
50
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Gambar di atas menjelaskan pada saat sensor mendeteksi gas motor dc mendapatkan tegangan dari driver L298P
yang terukur
dimultitester sebesar 6,86 volt untuk membuka pintu, Gambar 4.4 pengujian sensor pada saat tidak ada gas Pengujian Driver Motor (Motor
berfungsi sebagai
sirkulasi udara dari dalam ke luar ruangan dan dibantu
menggunakan
kipas yang berputar pada saat terjadi kebocoran gas
Shield L298) dan Motor DC Pengujian rangkaian Driver Motor Shield L298 dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Pengujian Driver Motor Shield menggunakan satu buah motor dc
Gambar 4.6 pengujian motor dc
sebagai objek yang akan diatur oleh
pada saat pintu tertutup
komponen L298. Arduino Uno
Dari gambar di atas menjelaskan
ATMega328 digunakan untuk
bawah pada saat motor dc membuka
memberikan kondisi tertentu (high
pintu
atau low) pada kaki input L298
mempunyai nilai tegangan sebesar
sehingga motor kanan dan kiri bisa
6,86 Volt pada saat mendeteksi
bergerak
adanya gas. Sebaliknya pada saat
(motor
berputar
maju)
motor dc pintu tertutup mempunyai nilai tegangan -5,65, ini dikarenakan perubahan
polaritas
dari
positif
menjadi negatif pada saat motor dc bergerak mundur dan menandakan bahwa
sudah
tidak
ada
gas
diruangan. Gambar 4.5 pengujian motor dc
Pengujian Power Supply
pada saat pintu terbuka Vol.4 No.2 Mei 2013
51
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
pengujian power supply untuk arduino 12 Volt dengan trafo arus
ISSN : 2086‐9479
KESIMPULAN Setelah melakukan perancangan
sebesar 500mA, ini disesuai dengan
pembuatan dan pengujian sistem,
kemampuan arus yang ada di board
maka dapat disimpulkan hal sebagai
arduino. Pengujian power supply ini
berikut.
bertujuan tegangan
untuk dan
arus
memberikan yang
1. Alat
dapat
ini
memberikan
informasi kebocoran gas LPG
digunakan oleh board arduino.
dengan membunyikan alarm, menyalakan lampu led serta membuka
pintu
secara
otomatis 2. alat ini mempunyai sistem pengaman otomatis sehingga bila terjadi kebocoran gas fan Gambar 4.7 pengujian power supply
akan
12Volt 500Ma
ada di ruangan
Pengujian power supply untuk
membuang gas yang
SARAN Berdasarkan
driver L298P membutuhkan
hasil
penelitian
tegangan dan arus yang cukup untuk
yang telah diperoleh disadari bahwa
menggerakan motor dc pada saat
sistem
berputar membuka dan menutup
deteksi kebocoran gas LPG yang
pintu pada saaat sensor mendeteksi
telah
gas,
kekurangan.
dibuat
memiliki
beberapa
Untuk lebih baik perancangan model alarm sistem detektor gas otomatis ini
harus
memiliki data
nilai batas konsentrasi kandungan gas yang amam untuk orang
DAFTAR PUSTAKA [1]Budiharto, Gambar 4.8 pengujian power
Widodo.
2005.
Perancangan Sistem dan Aplikasi
supply 12 Volt 1000mA Vol.4 No.2 Mei 2013
52
Jurnal Teknologi Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Mikrokontroler. Jakarta : PT. Alex Media Komputindo. [2]Kadir, Abdul. 2013. Panduan Praktis
Mempelajari
Aplikasi
Mikrokontroller
dan
Pemrograman
Arduino.
Yogyakarta : Andi. [3]
Donny,
Rachmat
Wijaya.2013
Perancangan
Universal
Gas
Menggunakan Analog
Sensor Detector
Gas MQ-2 Dan Arduino Uno R3 Di Tampilkan Pada LCD 16X2. [4]Jakarta
:
Universitas
Mercu
Buana. [5]http://arduino.cc/enTutorial/PWM .[13 Desember 2013]. [6]http://playground.arduino.cc/Main /DCMotorControl.[21Desember]. [7]http://playground.arduino.cc/Main /MQGasSensors#Introduction
Vol.4 No.2 Mei 2013
53
