1. Tujuan Perancangan (DAFTAR ISI)
2.
Komponen (DAFTAR ISI)
3. Dasar Teori (DAFTAR ISI)
1) Arduino
Arduino adalah
kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang di dalamnya
terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari
perusahaan Atmel. Arduino yang kita gunakan dalam praktikum ini adalah Arduino
Uno yang menggunakan chip AVR ATmega 328P. Dalam memprogram Arduino, kita bisa
menggunakan komunikasi serial agar Arduino dapat berhubungan dengan komputer
ataupun perangkat lain.
Adapun spesifikasi dari Arduino
Uno ini adalah sebagai berikut :
Bagian-bagian Arduino:
Bagian-bagian Pendukung:
-
RAM (Random Access Memory)
RAM
adalah tempat penyimpanan sementara pada komputer yang isinya dapat diakses
dalam waktu yang tetap, tidak memperdulikan letak data tersebut dalam memori
atau acak. Secara umum ada 2 jenis RAM
yaitu SRAM (Static Random Acces Memory) dan DRAM (Dynamic Random Acces Memory).
-
ROM (Read-only Memory)
ROM adalah perangkat keras pada computer yang dapat menyimpan data secara permanen tanpa harus memperhatikan adanya sumber listrik. ROM terdiri dariMask ROM, PROM, EPROM, EEPROM
2) 2) Sensor
Flame
Flame sensor adalah sensor yang dirancang untuk mendeteksi dan menanggapi
keberadaan api dan memungkinkan mendeteksi api yang mana api
tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm.
Spesifikasi:
Flame
Sensor sensitiv terhadap api dan radiasi. Biasanya digunakan pada
rangkaian alarm kebakaran atau kejuaraan robot pendeteksi kebakaran. Dapat
mendeteksi cahaya dengan panjang gelombang dalam jarak tertentu.
Respons terhadap nyala api yang terdeteksi bergantung pada pemasangan, tetapi dapat mencakup membunyikan alarm, menonaktifkan saluran bahan bakar (seperti propana atau saluran gas alam), dan mengaktifkan sistem pencegah kebakaran. Ketika digunakan dalam aplikasi seperti tungku industri, perannya adalah untuk memberikan konfirmasi bahwa tungku bekerja dengan benar; dalam hal ini mereka tidak melakukan tindakan langsung di luar memberi tahu operator atau sistem kontrol. Detektor api seringkali dapat merespon lebih cepat dan lebih akurat daripada detektor asap atau panas karena mekanisme yang digunakan untuk mendeteksi nyala api.
Grafik respon sensor:
Temperatur terus naik akibat proses perpindahan kalor melalui udara sehingga sensor dapat menyerap kalor yang di pancarkan oleh api sehingga semakin lama api menyala semakin panas temperatur pada ruangan tersebut . dan disini semakin dekat jarak sensor dengan api maka semakin tinggi yang dibaca oleh alat ukur sensor begitu sebaliknya jika semakin jauh sensor dengan jarak api maka pembacaan oleh alat ukur maka kecil.
3) 3) Sensor
MQ-2
Modul
Sensor MQ2 merupakan sebuah Sensor yang dapat mendeteksi adanya polutan Gas di
udara, diantaranya adalah Gas LPG, Alkohol, Asap, Propana, Hidrogen, Metana,
dan Karbon Monoksida, aplikasinya bisa diterapkan untuk mendeteksi Kebocoran
Gas LPG dan Asap untuk mencegah kebakaran, Sebagai Alat untuk mengukur Kadar
Alkohol yang dikeluarkan dari Napas seseorang dan lain-lain.
Ada
beberapa Kandungan senyawa Gas atau Polutan yang dapat diukur dengan MQ2 yaitu
LPG, Hidrogen (H2), Metana (CH4), Karbon Monoksida (CO), Alkohol, Asap Rokok
dan Propana. Sensor ini dirancang untuk penggunaan di dalam ruangan pada suhu
kamar. Biasanya diaplikasikan pada alat pendeteksi kebocoran gas yang mudah terbakar
di rumah, instansi, gudang atau pabrik industri. Hal ini sebagai tindakan
pencegahan karena jika ada gas yang bocor sudah terdeteksi sejak awal dan dapat
segera dilakukan tindakan sehingga dapat mencegah terjadinya kebakaran. Selain
Alat Pencegahan Kebakaran, MQ2 juga dapat digunakan sebagai alat untuk
Pemantauan Kualitas Udara.
Spesifikasi :
Karakteristik :
Grafik
respon sensor :
4) 4) Sensor
DHT 11
Sensor
DHT11 adalah module sensor yang berfungsi untuk mensensing objek suhu dan
kelembaban yang memiliki output tegangan analog yang dapat diolah lebih lanjut
menggunakan mikrokontroler. Module sensor ini tergolong kedalam elemen resistif
seperti perangkat pengukur suhu seperti contohnya yaitu NTC.
Kelebihan
dari module sensor ini dibanding module sensor lainnya yaitu dari segi kualitas
pembacaan data sensing yang lebih responsif yang memliki kecepatan dalam hal
sensing objek suhu dan kelembaban, dan data yang terbaca tidak mudah
terinterverensi. Sensor DHT11 pada umumya memiliki fitur kalibrasi nilai
pembacaan suhu dan kelembaban yang cukup akurat. Penyimpanan data kalibrasi
tersebut terdapat pada memori program OTP yang disebut juga dengan nama
koefisien kalibrasi. Sensor ini memiliki 4 kaki pin, dan terdapat juga sensor
DHT11 dengan breakout PCB yang terdapat hanya memilik 3 kaki.
Karakteristik :
1.
Input tegangan 3v hingga 5V
2.
Konsumsi arus maksimal 2.5mA saat
digunakan selama konversi (saat meminta data)
3.
Kelembaban 20-80% dengan akurasi
5%
4.
Baik untuk pembacaan suhu 0-50 °
C dengan akurasi ± 2 ° C
5. Pengambilan data minimal 1 Hz (sekali setiap detik)
5) 5) LCD (Liquid Crystal Display)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah sebuah peralatan
elektronik yang berfungsi untuk menampilkan output sebuah sistem
dengan cara membentuk suatu citra atau gambaran pada sebuah layar. Secara garis
besar komponen penyusun LCD terdiri dari kristal cair (liquid crystal) yang
diapit oleh 2 buah elektroda transparan dan 2 buah filter polarisasi
(polarizing filter).
Keterangan:
Sebuah citra
dibentuk dengan mengombinasikan kondisi nyala dan mati dari pixel-pixel yang
menyusun layar sebuah LCD. Pada umumnya LCD yang dijual di pasaran sudah
memiliki integrated circuit tersendiri sehingga para pemakai dapat mengontrol
tampilan LCD dengan mudah dengan menggunakan mikrokontroler untuk mengirimkan
data melalui pin-pin input yang sudah tersedia.
6) 6) Potensiometer
Potensiometer adalah perangkat komponen elektronika bagian dari sebuah resistor yang memiliki tiga terminal dengan sambungan yang membentuk pembagi tegangan yang dapat di setel. Jika anda menemukanpotensiometer yang menggunakan dua terminal tetap masih bisa di gunakan dengan cara salah satu dari terminal tetap dan terminal geser. Komponen elektronika ini berperan sebagai resistor variabel atau Rheostat.
Prinsip kerja potensiometer dapat kita anggap sebagai gabungan dari dua buah resistor yang kita hubungkan seri (R1 dan R2).Tapi dalam dua buah resistor yang kita pakai nilai resistansinya dapat di rubah. Resistansi total dari sebuah resistor akan selalu tetap dan nilai ini merupakan nilai resistansi potensiometer (Variabel Resistor). Jika nilai resistansi dari resistor 1 di perbesar dengan cara memutar bagian potensiometer, maka otomatis nilai resistansi dari resistor 2 akan berkurang, begitu juga sebaliknya.
Bentuk fisik dari potensiometer sangat berbeda jauh dengan bentuk dari resistor.Bentuk resistor pada umumnya hanya memiliki gelang warna yang di gunakan untuk menetukan nilai tahanannya, sementara bentuk dari potensio untuk menentukan nilai tahanannya hanya dengan memutar atau mengeser pada bagian yang sudah di tentukan.
7) 7) LED (Light Emitting Diode)
LED atau Light Emitting Diode adalah komponen elektronika yang dapat memancarkan cahaya monokromatik ketika diberikan tegangan dengan bias maju (forward bias). LED dapat diartikan sebagai sebuah dioda yang memancarkan cahaya, karena memang LED merupakan keluarga dioda yang terbuat dari bahan semikonduktor.
Bentuk LED mirip dengan sebuah bohlam (bola lampu) yang kecil dan dapat dipasangkan dengan mudah ke dalam berbagai perangkat elektronika. Berbeda dengan Lampu Pijar, LED tidak memerlukan pembakaran filamen sehingga tidak menimbulkan panas dalam menghasilkan cahaya.
Untuk mengetahui polaritas terminal Anoda (+) dan Katoda (-) pada LED. Kita dapat melihatnya secara fisik berdasarkan gambar diatas. Ciri-ciri Terminal Anoda pada LED adalah kaki yang lebih panjang dan juga Lead Frame yang lebih kecil. Sedangkan ciri-ciri Terminal Katoda adalah Kaki yang lebih pendek dengan Lead Frame yang besar serta terletak di sisi yang Flat.
Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.
Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.
Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :
Cara menghitung nilai resistor 4 gelang
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :
Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut
Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.
Contoh-contoh perhitungan lainnya :
Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi
Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm
9)
9) Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika
yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada
dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga
terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan
tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan
tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan
akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar
yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa
proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Pada dasarnya, setiap buzzer elektronika memerlukan input berupa tegangan listrik yang kemudian diubah menjadi getaran suara atau gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar antara 1 - 5 KHz. Jenis buzzer elektronika yang sering digunakan dan ditemukan dalam rangkaian adalah buzzer yang berjenis Piezoelectric (Piezoelectric Buzzer). Hal itu karena Piezoelectric Buzzer memiliki berbagai kelebihan diantaranya yaitu lebih murah, relatif lebih ringan dan lebih mudah penggunaannya ketika diaplikasikan dalam rangkaian elektronika.
1010) Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.
Motor DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar lilitanya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan.
1111) Relay
Relay adalah komponen elektronika yang
berupa saklar atau switch elektrik yang dioperasikan menggunakan listrik. Relay
juga biasa disebut sebagai komponen electromechanical atau elektromekanikal
yang terdiri dari dua bagian utama yaitu coil atau elektromagnet dan kontak
saklar atau mekanikal. Komponen relay menggunakan prinsip elektromagnetik
sebagai penggerak kontak saklar, sehingga dengan menggunakan arus listrik yang
kecil atau low power, dapat menghantarkan arus listrik yang yang memiliki
tegangan lebih tinggi. Berikut adalah gambar dan juga simbol dari komponen
relay.
Dalam posisi (NO) saklar dapat
menghantarkan arus listrik. Pada saat tidak dialiri arus listrik, Armature akan
kembali ke posisi awal (NC). Sedangkan Coil yang digunakan oleh relay untuk
menarik Contact Poin ke posisi close hanya membutuhkan arus listrik yang
relatif cukup kecil. Oh iya, buat anda yang belum tahu apa itu NO dan NC,
berikut penjelasannya.
1) NC atau Normally Close adalah
kondisi awal relay sebelum diaktifkan selalu berada di posisi CLOSE (tertutup).
2) NO atau Normally Open adalah kondisi awal relay sebelum diaktifkan selalu berada di posisi OPEN (terbuka).
4. Listing
Program (DAFTAR ISI)
1) Master
#include <LiquidCrystal.h>
#include <DFRobot_DHT11.h>
LiquidCrystal lcd(2,
3, 4,
5, 6,
7);
DFRobot_DHT11 DHT;
#define DHT11_PIN 10
int Gas = A1;
int Api = 9;
float nilaiSuhu;
void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(Api,
INPUT);
pinMode(Gas,
INPUT);
lcd.begin(16,2);
lcd.setCursor(0,0);
}
void loop()
{
DHT.read(DHT11_PIN);
nilaiSuhu = DHT.temperature;
lcd.clear();
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Suhu");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(nilaiSuhu);
Serial.println(nilaiSuhu);
Serial.println(analogRead(Gas));
delay(1500);
if(digitalRead(Api)
== HIGH && analogRead(Gas)
<= 199){
Serial.write(2);
lcd.setCursor(0,0);lcd.print("
API TERDETEKSI ");
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("DILARANG
MEROKOK ");
delay(1000);
}else if(digitalRead(Api)
== LOW && analogRead(Gas)
>= 199){
Serial.write(3);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(analogRead(Gas)-1);
lcd.setCursor(0,0);lcd.print("ASAP
TERDETEKSI ");
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("
MATIKAN ROKOK ");
delay (1000);
}else if(digitalRead(Api)
== HIGH && nilaiSuhu > 30
&& analogRead(Gas)
>= 199){
Serial.write(4);
lcd.setCursor(0,1);lcd.print(analogRead(Gas)-1);
lcd.setCursor(0,0);lcd.print("
TERJADI KEBAKARAN ");
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("
SILAHKAN KELUAR ");
delay (1000);
}else{
Serial.write(1);
lcd.setCursor(0,0);lcd.print("
TIDAK ADA ASAP ");
lcd.setCursor(0,1);lcd.print("DILARANG
MEROKOK ");
delay (1000);
}
}
2)
Slave
#define ledRed 13
#define ledYellow 12
#define ledGreen 11
#define relay 4
#define buzzer 8
void setup()
{
pinMode(ledGreen, OUTPUT);
pinMode(ledYellow, OUTPUT);
pinMode(ledRed, OUTPUT);
pinMode(relay, OUTPUT);
pinMode(buzzer, OUTPUT);
digitalWrite(relay, HIGH);
Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
int data = Serial.read() ;
if(data == 1)
{
digitalWrite(ledGreen,HIGH);
digitalWrite(ledYellow,LOW);
digitalWrite(ledRed,LOW);
digitalWrite(relay,HIGH);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}
else if(data == 2)
{
digitalWrite(ledRed,HIGH);
digitalWrite(ledGreen,LOW);
digitalWrite(ledYellow,LOW);
digitalWrite(relay,HIGH);
digitalWrite(buzzer,HIGH);
}
else if(data == 3)
{
digitalWrite(ledYellow,HIGH);
digitalWrite(ledRed,LOW);
digitalWrite(ledGreen,LOW);
digitalWrite(relay,HIGH);
digitalWrite(buzzer,LOW);
}
else if(data == 4)
{
digitalWrite(ledRed,HIGH);
digitalWrite(ledGreen,LOW);
digitalWrite(ledYellow,LOW);
digitalWrite(relay,LOW);
digitalWrite(buzzer,HIGH);
}
delay(200);
}
6. 6. Rangkaian Simulasi (DAFTAR ISI)
7. 7. Hardware dan Video (DAFTAR ISI)
1)
Hardware
2)
Video
8. 8. Analisis (DAFTAR ISI)
Rangkaian ini berfungsi untuk alarm peringatan di kawasan bebas asap rokok
pada suatu ruangan. Pada rangkaian ini menggunakan komunikasi UART yang
menggunakan 2 buah Arduino yang berperan sebagai Master dan Slave. Pada komunikasi UART data dikirimkan secara seri dari data bus ke UART1 (Master). Selanjutnya, pada UART1 ditambahkan start bit, parity bit, dan stop bit
yang dimuat dalam satu paket. Dan paket data akan dikrimkan secara serial dari
Tx UART1 (Master) ke Rx UART2 (Slave). Kemudian, UART2 mengkonversikan dan menghapus bit tambahan, yang kemudian
akan diparelelkan ke data bus penerima. Sensor flame, MQ2, DHT11 dan LCD dihubungkan ke master. Dan LED hijau,
kuning, merah, buzzer dan motor pam dihubungkan ke slave.
Pada rangkaian ini sensor MQ2 berfungsi sebagai pendeteksi asap rokok yang
terdapat pada ruangan. Nilai analog pada rangkaian sensor ini dapat menggunakan
resistor variabel 1K. Dan pada program master, nilai analog akan terbaca akan
diolah dengan rumus analogRead(Gas)-1. Jika nilai yang terbaca lebih dari 560
maka sensor MQ2 akan mendeteksi asap. Dan untuk sensor flame
berfungsi sebagai pendeteksi adanya api, pada prototipe ini dihubungkan ke pin analog master, nilai analog akan terbaca akan
diolah dengan rumus analogRead. Jika nilai apinya kecil dari 300 maka akan
berlogika HIGH, sedangkan ketika nilai apinya besar dari 300 maka akan
berlogika LOW. Dan jika terdeteksi api maka master akan mengirimkan data ke
slave yang kemudian akan menghidupkan led merah, buzzer dan motor. Dan juga
untuk DHT 11 berfungsi untuk mengukur suhu pada ruangan, DHT 11 dihubungkan ke pin digital dari master. Jika suhu yang terdeteksi kecil dari 30 pada prototipe ini maka suhu ruangan dianggap dalam keadaan normal.
Pada rangkaian ini, jika dalam suhu normal (<30oC), jika tidak terdeteksi asap dan api, maka lampu hijau akan menyala dan tampil pada LCD “DILARANG MEROKOK TIDAK ADA ASAP”. Dan ketika suhu ruangan dalam keadaan normal, serta tidak terdeteksi api dan terdeteksi gas maka LED kuning akan menyala dan tampil pada LCD “ASAP TERDETEKSI MATIKAN ROKOK”. Dan ketika api terdeteksi dan suhu ruangan di atas suhu normal maka LED merah, buzzer dan motor akan menyala dan tampilan LCD “API TERDETEKSI DILARANG MEROKOK”. Ketika terdeteksi asap dan api serta suhu ruangan di atas suhu normal (>30oC) maka buzzer, LED merah, dan motor pam akan menyala serta tampilan pada LCD “SILAHKAN KELUAR ADA KEBAKARAN”.
9. 9. Kesimpulan (DAFTAR ISI)
Dengan melakukan perancangan dan pengujian alarm
peringatan kawasan bebas asap rokok, maka dapat ditarik sebuah kesimpulan yaitu
;
a.
Sensor gas MQ-2 dapat mendeteksi asap rokok yang terdapat pada ruangan. Nilai analog pada
rangkaian sensor ini dapat menggunakan resistor variabel 1K.
b.
Sensor DHT 11 mengukur suhu pada ruangan. Jika suhu yang terdeteksi kecil dari 30 pada prototipe ini maka suhu ruangan dianggap dalam keadaan normal.
c.
Sensor flame mendeteksi dan menanggapi keberadaan api dan memungkinkan
mendeteksi api yang mana api tersebut memiliki panjang gelombang antara 760nm – 1100nm.
10 10. Link
Download (DAFTAR ISI)
0 komentar:
Posting Komentar