HAD3ELKA, VOL : 098, Kel 2, APRIL 2013, 11-19

12 |

Alat Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610

Berbasis Mikrokontroler ATmega8535

Okta Purnama Maulana5223073098

Ruli Adi Ramdan 5223073083

Alumni DIII Elektronika, JurusanElektro, FakultasTeknik, UniversitasNegeri

Jakarta.

Pitoyo Yuliatmojo

Dosen Fakultas Teknik, Universitas Negeri Jakarta

Devan Reyanda

Mahasiswa Program Studi DIII Elektronika, Jurusan Elektro, Fakultas Teknik.

Universitas Negeri Jakarta.

No.Reg : 5223127179

ABSTRAK

From the experiments, conducted the research and manufacture it can

be concluded. To open and close the valve to the system used pust button-

Buton associated with the solenoid valve is open and gas cap while the use

of microcontrollers as the control of an appliance with the AVR-based

ATMega8535, then it takes 3 key processes, namely: the input / inputs

(sensors) using the TGS2610 sensors, processes the data processor

(microcontroller) using AVR ATMega8535, and the output / outputs

(actuators) using LCD-based display, and a blower fan as pebuang of

LPG gas in the room and as the buzzer siren.

Kata kunci: pendeteksi gas LPG, Mikrokontroler Atmega8535, sensor TGS2610

Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler ATmega8535

Okta Purnama Maulana dan Ruli Adi Ramdan

| 13

PENDAHULUAN

LPG sudah menjadi bahan bakar pengganti minyak tanah yang sangat di butuhkan oleh masyarakat umumnya, semenjak pemerintah mewajibkan untuk mengganti minyak tanah menjadi gas LPG 3,5kg. Bahkan pemerintah membagikan gratis tabung gas LPG 3,5kg dan kompor gas. Banyak masyarakat yang belum bisa memasang tabung gas dan kompornya, bahkan banyak yang belum mengerti apa kegunaan dari regulator tersebut, sehingga sebagian masyarakat belum tahu apa kelemahan dari gas LPG tersebut dan pemerintah pun juga meremehkan akan kegunaan Regulator sebagai keamanan jika terjadi kebocoran pada regulator tabung gas. Walau demikian, kewaspadaan saat menggunakan LPG tetap tidak boleh dilupakan. Salah satu resiko penggunaan LPG adalah terjadinya kebocoran pada tabung atau instalasi gas.

Hampir sebagian masyarakat yang trauma atau takut menggunakan gas LPG 3,5kg, karena sering terjadi ledakan akibat kebocoron pada Regulator tabung gas LPG. Kepanikan masyarakat memberikan kami ide untuk mencegah terjadinya ledakan yang di karenakan oleh Regulator tabung gas LPG,

Definisi gas LPG (Liquid Petrolium Gasses) adalah campuran dari berbagai hidrokarbon, sebagai hasil penyulingan minyak mentah yang berbentuk gas. Dengan menambah tekanan atau menurunkan suhunya sehingga elpiji menjadi berbentuk cair. Gas LPG terkenal dengan sifatnya yang mudah terbakar

sehingga kebocoran peralatan LPG beresiko tinggi terhadap kebakaran. Karena sifatnya yang sensitif, maka perlu adanya perhatian khusus terhadap bahan bakar tersebut.

Kebocoran tabung atau perangkat elpiji sampai sekarang masih menjadi salah satu penyebab utama kebakaran. Gas LPG yang mengalami kebocoran memang tercium baunya sehingga kebocoran normal mudah dideteksi. Akan tetapi, bila gas yang bocor meresap kedalam saluran air, instalasi listrik, atau ke bawah karpet, maka akan sulit di deteksi oleh indra penciuman manusia. Selain itu, AC dan alat pemanas ruangan juga dapat menutupi bau gas LPG.

Dikarenakan Gas LPG mempunyai sifat flamable (mudah terbakar), sehingga percikan api yang sekecil apapun dapat segera menyambar gas LPG. Untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan maka perlu mengetahui beberapa sifat umum dari gas LPG. Sifat umumnya sebagai berikut:

a) tekanan gas LPG cukup besar, sehingga bila terjadi kebocoran gas akan membentuk gas secara cepat, memuai dan sangat mudah terbakar.

b) gas LPG menyebar di udara secara berlahan sehingga sulit mengetahui secara cepat.

c) LPG tidak mengandung racun. d) daya pemanasannya tinggi dan

tidak meninggalkan abu.

Atas dasar pemikiran tersebut peneliti memanfaatkan teknologi yang ada dengan membuat suatu alat berbasis mikrokontroler yang bisa mendeteksi

HAD3ELKA, VOL : 098, Kel 2, APRIL 2013, 11-19

14 |

Tujuan dan Manfaat

Tujuan dan manfaat dalam pembuatan tugas akhir adalah:

1. Merupakan salah satu syarat agar dapat menyelesaikan Program Studi Diploma Tiga Teknik Elektronika Universitas Negeri Jakarta

2. Mengaplikasikan Mikrokontroller sebagai pengendali alat pendeteksi gas LPG dan senyawa lainya.

3. Menerapkan ilmu yang telah dipelajari selama mengikuti perkuliahan dalam bentuk Tugas Akhir

4. Sebagai pembuktian bahwa mikrokontroller dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang tidak dalam dunia industri maupun robotika saja tetapi bisa digunakan di kehidupan sehari-hari.

Mikrokontoler ATmega8535

ATmega8535 memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat ATmega lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. dengan fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan ATmega 8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull.

Arsitektur ATmega 8535

Fitur yang dimiliki oleh ATmega8535 sebagai berikut:

1. 8 bit AVR berbasis RISC dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah keberadaan gas LPG dan gas senyawa lainya.

2. Kecepatan maksimal 16 MHz 3. Memori :8 KB Flash, 512 byte SRAM, 512 byte EEPROM

4. Timer/Counter : a. 2 buah 8 bit timer/counter, b. 1 buah 16 bit timer/counter, c. 4 kanal PWM. 5. 8 kanal 10/8 bit ADC 6. Programable Serial USART. 7. Komparator Analog. 8. 6 pilihan sleep mode untuk penghematan daya listrik. 9. 32 jalur I/O yang bisa diprogra Konfigurasi PIN

Gambar 1 Konfigurasi PIN ATmega8535 & Bentuk AVR

ATmega 8535

1. Power, VCC dan GND (Ground) 2. PORTA (PORTA.0 PORTA.7),

merupakan pin IO dua ara dan berfungsi khusus sebagai pin masukan ADC.

3. PORTB (PORTB.0 PORTB.7), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus sebagai pin Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler ATmega8535

Okta Purnama Maulana dan Ruli Adi Ramdan

| 15

4. PORTC (PORTC.0 PORTC.7), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

5. PORTD (PORTD.0 PORTD.7), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

6. RESET adalah pin untuk me-reset mikrokontroler.

7. XTAL1 sebagai input penguat pembalik osilator

8. XTAL2 sebagai output penguat pembalik osilator

9. AREF merupakan pin masukan tegangan untuk ADC

10. AVCC merupakan pin masukan tegangan referensi ADC

Organisasi Memori

Ide dasar dari semua memori adalah kemampuan untuk menyimpan informasi. Tentu saja informasi yang disimpan dapat dipanggil atau diolah kembali bila diperlukan. Instruksi-instruksi yang mengontrol operasi dari mikrokontroler disimpan dalam memori non-volatile sehingga jika sistem tidak perlu diprogram ulang jika daya sistem hilang. Variabel dan hasil sementara bisa disimpan dalam memori yang dapat ditulis dengan mudah dan cepat saat operasi sedang berlangsung. Tidaklah penting untuk terus mengingat informasi yang ditulis saat tidak ada daya (volatile).

ROM (Read Only Memory) diisi saat proses produksinya. Informasi yang dituliskan harus dipesan oleh pelanggan sebelum chip diberikan. ROM adalah memori yang paling sederhana, kecil, dan murah. Sedangkan RAM (Random Access Memory) adalah suatu bentuk memori volatile yang dapat dibaca dan ditulis oleh CPU. Seperti

definisinya, lokasi RAM dapat diakses dalam berbagai urutan (random). AVR ATmega8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah.

1) Memori data terdiri dari 3 bagian, antara lain :

(a) 32 buah register keperluan umum (GPR) untuk seluruh operasi instruksi,

(b) 64 buah register I/O untuk mengontrol mikrokontroler,

(c) 512 byte SRAM internal.

Sensor Gas LPG TGS2610

Sensor TGS 2610 merupakan sensor yang umum digunakan untuk mendeteksi adanya kebocoran gas. Sensor tersebut merupakan suatu semikonduktor oksida-logam, lapisan sensornya dibentuk diatas oksida aluminium substrat yang dapat mendeteksi atau merasakan. Sensor gas adalah suatu chip yang tergabung dengan suatu alat pemanas terintegrasi. Bila terdapat suatu gas, maka daya konduksi sensor akan meningkat, daya konduksi peningkatan sensor tergantung pada konsentrasi gas di udara. Suatu untai elektris sederhana dapat mengkonversi dalam perubahan daya konduksi untuk suatu isyarat keluaran yaitu sesuai dengan memasang gas konsentrasi.

Gambar 2 Sensor TGS

HAD3ELKA, VOL : 098, Kel 2, APRIL 2013, 11-19

16 |

Sensor TGS 2610 memerlukan dua tegangan masukan yaitu pemanas voltase (VH) dan voltase sirkit (VC). Alat pemanas Voltase (VH) diterapkan kepada alat pemanas yang terintegrasi dalam rangka mempertahankan ketetapan unsur yang merasakan temperatur spesifik yang mana kondisi optimal untuk merasakan saja.

Sirkit Voltase (VC) yang diberlakukan untuk pengukuran voltase (VRL) kebagian suatu tahanan resistor (RL) yang dihubungkan secara urut dengan sensor. Suatu rangkaian umum digunakan untuk kedua-duanya VC dan VH untuk memenuhi kebutuhan elektrik sensor.

Adapun nilainya tergantung pada tahanan resistor yang digunakan (RL) untuk bias divariasikan pada sensitivitas sensor terhadap detektor, sensitivitasnya dapat diketahui dengan (P) tentang semi penghantar di bawah suatu batas 15 mW.

Untuk pengukuran sensitivitas (P) untuk variasi paling tinggi ketika nilai R memadai sama dengan RL diatas ekspos untuk ketentuan kadar gas yang teksi. TGS 2610 mempunyai kepekaan tinggi kepada sejenis metan dan sejenis gas hidrokarbon, pendeteksi yang sangat ideal untuk LPG sebagai monitoring. Dalam kaitan kepekaan rendahnya uap air alkohol (suatu campur tangan pada gas dilingkungan yang lebih aman

IC LM358

Op-amp merupakan sebuah komponen yang banyak digunakan sebagai pengkondisi sinyal. Biasanya op-amp digunakan untuk memperkuat tegangan karena tegangan yang diinginkan terlalu kecil. Op-amp nyujdifungsikan sebagai voltage comparator (pembanding tegangan).

Op-amp mempunyai masukan diferensial dengan dua terminal, yaitu:

1) Terminal masukan yang bertanda positif (+) yang disebut terminal tak membalik (non inverting).

2) Terminal masukan yang bertanda negative (-) yang disebut

terminal membalik (inverting).

Gambar 3 Simbol Op - amp

Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler ATmega8535

Okta Purnama Maulana dan Ruli Adi Ramdan

| 17

Komparator pada dasarnya adalah rangkaian yang digunakan untuk mengindera atau mendeteksi kondisi dimana sebuah sinyal elektrik terhadap waktu telah mencapai tegangan ambangnya (threshold). Komparator dapat digunakan untuk mendeteksi kondisi dari sebuah sinyal elektrik ketika mencapai tegangan tertentu yang telah didefinisikan sebelumnya.

IC LM358 akan membandingkan tegangan reverse pada LDR, yang diumpankan pada masukan tak membalik (non-inverting) dengan tegangan referensi yang diumpankan pada masukan membalik (inverting) IC LM 358 saat terhalang maupun pada saat tak terhalang.

Liquid Crystal display (LCD) merupakan perangkat (devais) yang sering digunakan untuk menampilkan data selain menggunakan seven segment. LCD berfungsi sebagai salah satu alat komunikasi dengan manusia dalam bentuk tulisan/gambar.

CodeVisionAVR juga menyediakan sebuah tool yang dinamakan dengan Code Generator atau CodeWizardAVR (ditunjukkan pada Gambar 2.15). Tool tersebut bermanfaat membentuk sebuah kerangka program (template), dan memberi kemudahan bagi programmer dalam peng-inisialisasian register-register yang terdapat pada mikrokontroler AVR yang sedang diprogram. Dinamakan Code Generator, karena tool ini akan membangkitkan kode-kode program secara otomatis setelah fase inisialisasi pada jendela CodeWizardAVR selesai dilakukan.

Gambar 2.13 memperlihatkan beberapa penggal baris kode program yang dibangkitkan secara otomatis oleh CodeWizardAVR. Secara teknis, penggunaan tool tersebut pada dasarnya hampir sama dengan application wizard pada bahasa-bahasa pemrograman Visual untuk komputer (seperti Visual C, Borland Delphi, dan sebagainya).

Gambar 4 Fasilitas Code Generator yang Disediakan Oleh

CodeVisionAVR

Gambar 5 Contoh Program yang Dibangun oleh

CodeWizardAVR.

Disamping versi yang komersil, Perusahaan Pavel Haiduc juga

HAD3ELKA, VOL : 098, Kel 2, APRIL 2013, 11-19

18 |

mengeluarkan CodeVisionAVR versi Demo yang dapat di-download dari internet secara gratis. Dalam versi Demo, memori flash yang dapat diprogram dibatasi maksimal 2K dan tidak semua fungsi library yang tersedia dapat dipanggil secara bebas.

PEMBAHASAN ALAT

Pembuatan Alat

Pada pembuatan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Dengan Sensor TGS 2610 Berbasis Mikrokontroller ATmega 8535, terdapat beberapa tahapan, tahap pertama yaitu perencanaan mekanik, tahap kedua yaitu perencanaan hardware, yang termasuk pembuatan rangkaian elektronik, dan tahap ketiga yaitu perancangan software yang meliputi penentuan port, program yang digunakan, pembuatan program.

Kesimpulan

Dari percobaan, penelitian dan pembuatan yang dilakukan maka dapat diambil kesimpulan. Untuk untuk sistem buka tutup katup digunakan tombol pust-buton yang dihubungkan dengan selenoid sebagai katup buka dan tutup gas sedangkan penggunaan mikrokontroler sebagai kontrol dari sebuah alat dengan berbasiskan AVR ATMega8535, maka dibutuhkan 3 proses penting, yaitu : proses masukan/input (sensor) menggunakan sensor TGS2610, proses pengolah data (mikrokontroler) menggunakan AVR ATMega8535, dan proses keluaran / output (actuator) menggunakan tampilan berbasis LCD, blower dan

kipas sebagai pebuang gas LPG dari dalam ruangan dan buzzer sebagai sirine.

Sensor mendeteksi keberadaan gas LPG yang sumbernya telah di letakan pada suatu ruangan, lalu hasilnya dimasukan ke mikrokontroler untuk diproses. Setelah diproses akan dikeluarkan nilainya untuk ditampilkan pada sebuas lcd dan kemudian menyulut blower, kipas dan bazzer sebagai tanda darurat.

Saran

Dari hasil penelitian dan uji coba yang kami lakukan pada alat pendeteksi gas untuk mendeteksi keberadaan gas LPG masih banyak kekurangannya, Agar penelitian berikutnya lebih sempurna maka kami memberikan saran sebagai berikut :

1. Dalam penggunaan Sensor TGS2610 pengguna harus memahami beberapa Funsi dan sistem kerja sensor tersebut.

2. Dalam pengembangan aplikasian sensor TGS2610 yang berfungsi sebagai pendeteksi gas LPG pengguna dan bisa mengaplikasikan pada kondisi nyata.

3. Bahasa pemrograman yang dipakai adalah C, agar lebih praktis dan lebih terintegrasi, sebaiknya menggunakan C ++.

Pendeteksi Gas LPG dengan Sensor TGS 2610 Berbasis Mikrokontroler ATmega8535

Okta Purnama Maulana dan Ruli Adi Ramdan

| 19

DAFTAR PUSTAKA

Budiharto, Widodo, Sigit Firmansyah. 2005. Elektronika Digital dan Mikroprosesor. Yogyakarta : Andi.

Gunwan, Malvino Hanapi. 1981. Prinsip-prinsip Elektronik, Edisi kedua. Jakarta : Erlangga.

Halim, Sandy. 2007. Merancang Mobile Robot Pembawa Objek Menggunakan OOPic-R. Jakarta: Elexmedia Komputindo. Niku, Saeed B. 2001. Introduction to Robotics Analysis, Systems, Application. United State of Amerika

Petruzella, Frank D. 1996. Elektronik Industri. Yogyakarta : Andi.

Wardhana, Lingga. 2006. Belajar Sendiri Mikrokontroler AVR Seri ATMega8535, simulasi, hardware, dan aplikasi. Yogyakarta : Andi.