PERANCANGAN DAN REALISASI FILTER UDAR UNTUK ASAP ROKOKBERBASISKAN MIKROKONTROLER ATMEGA 8535

Tania Fatmacory¹, M. Sarwoko², Sugondo Hadiyoso³

¹Teknik Telekomunikasi, Fakultas Ilmu Terapan, Universitas Telkom

AbstrakAsap rokok merupakan salah satu penyebab pencemaran udara yang dapat menimbulkan dampakburuk bagi kesehatan. Selain mengandung tar dan nikotin pada sebuah batang rokok, asap darirokok tersebut juha mengandung berbagai senyawa toxic (racun) seperti hydrogen sianida,karbon monoksida (CO), amonia, acetone, methanol, dan arsenic. Selain akibat asap rokok,pencemaran udara juga terjadi karena asap dari mesin pabrik, mesin kendaraan, maupun karenakurang lancarnya sirkulasi udara di dalam suatu ruangan sehingga debu dan kuman penyakitmenyebar luas.

Pada proyek akhir ini telah dirancang dan direalisasikan prototype dari filter udara berbasiskanmikrokontroler ATMega 8535. Mikrokontroler mengatur integrasi antara sensor MQ135 sebagaipendeteksi asap rokok di udara dan kipas sebagai penghirup udara kotor agar masuk ke blokpembersih udara (blok filter). Pada blok filter, aliran udara bertemu dengan saringan kawat dansinar ultraviolet (UV). Untuk menjaga agar aliran udara di dalam blok ini lancar, digunakan satukipas lagi yang menarik udara keluar dari pembersih udara. Kipas yang kedua ini juga diaktifkansecara otomatis oleh mikrokontroler.

Perangkat filter udara ini dapat bekerja secara otomatis untuk membersihkan udara. Seluruhperangkat filter, kecuali bagian sensor dan blok ultraviolet, hanya aktif jika sensor mendeteksiasap rokok di udara. Udara yang keluar dari filter menjadi lebih bersih dan berdasarkanpengamatan terhadap output filter, konsentrasi asap rokok menjadi lebih berkurang.

Kata Kunci : asap rokok, pencemaran udara, sensor MQ135, filter udara, mikrokontroler ATMega8535.

AbstractCigarette smoke is one of the causes of air pollution can cause adverse effects on health. Tar andnicotine was compounds of a cigarette stick and on cigarette smoke contains many toxiccompounds (toxins) such as hydrogen cyanide, carbon monoxide (CO), ammonia, methanol,acetone, and arsenic. In addition to tobacco smoke, air pollution is also caused by smoke from theengine manufacturer, engine vehicle, or, the lack of air circulation in a room so that dust andgerms spread.

At this final project, a prototype of a microcontroller-based air filter ATMega 8535 was designedand realized. Microcontroller to set the integration between the sensor as a detector mq135cigarette smoke in the air and fans as the inhaler the dirty air into block air cleaner (filter block).At block filter, the air flow to meet with a wire strainer and ultraviolet (UV) light. To keep the airflow smoothly inside the block, a fan is used to pull more air out of the air purifier. The secondfan will also be activated automatically by the microcontroller.

The air filter device is work automatically to clear the air. All the filters, except for the sensor, isactived only if the sensor detects smoke in the air. The air coming out of the air filter is moreclean and based on the output filter can be seen, smoke concentration decreased after thefiltration process.

Keywords : cigarette smoke, air pollution, MQ135 sensor, air filter, a microcontroller ATMega8535.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Perancangan dan Realisasi Filter Udara Untuk Asap Rokok

Berbasiskan Mikrokontroler ATMega 8535

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keberadaan asap rokok di udara akan mengakibatkan pencemaran udara

bersih sehingga kualitas udara menjadi kurang baik. Asap rokok yang terhirup ke

paru-paru menyebabkan terjadinya gangguan pernafasan. Selain akibat

pencemaran asap rokok, penurunan kualitas udara dapat juga terjadi karena

kurang lancarnya sirkulasi udara dalam suatu ruangan, seperti ruang tunggu

pasien dan angkutan-angkutan umum yang penuh sesak, sehingga banyak debu

maupun kuman penyakit menyebar di dalam ruangan tersebut.

Di dalam sebuah batang rokok, tergantung tar dan nikotin yang cukup

berbahaya bagi kesehatan dan akibat asapnya, rokok dapat mengganggu

pernafasan karena mengandung senyawa-senyawa toxic (racun) yang

membahayakan seperti hydrogen sianida, karbon monoksida (CO), amonia,

methanol, acetone, arsenic, dan sebagainya. Sebagai contoh tar dan karbon

monoksida. Zat tar pada rokok dapat menyebabkan kanker paru-paru sedangkan

karbon monoksida mampu merusak kemampuan hemoglobin dalam mengikat

oksigen, sehingga kulit tubuh menjadi pucat kebiru-biruan bahkan jika hal ini

berlangsung dalam waktu lama dapat menyebabkan kematian.

Dalam menyikapi masalah penurunan kualitas udara tersebut, penulis

membuat suatu filter udara yang mampu meminimalisir penurunan kualitas udara

bersih, sehingga udara kembali aman untuk proses pernafasan. Filter ini mampu

menyerap udara kotor, membersihkannya, dan selanjutnya mengeluarkan udara

sebagai udara bersih yang bebas dari asap rokok maupun beberapa asap

pembakaran lain seperti asap pembakaran kertas dan obat nyamuk bakar. Filter

dilengkapi dengan sensor asap yang ketika aktif memicu kipas untuk menyedot

udara kotor dan proses pencucian udara dimulai, namun jika sensor tidak

mendeteksi adanya asap maka kipas mati sehingga terjadi efisiensi daya.

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Institut Teknologi Telkom - 2012

Bab I | Pendahuluan

2

1.2 Tujuan

Tujuan dari perancangan dan realisasi filter udara ini adalah sebagai berikut.

a) Mendeteksi keberadaan asap rokok di udara bebas dengan menfaatkan

sensor asap MQ135.

b) Membersihkan udara dari pencemaran asap rokok.

c) Mengimplementasikan sistem mikrokontroler ATMega 8535.

1.3 Perumusan Masalah

Proyek akhir ini membahas beberapa rumusan masalah antara lain adalah

sebagai berikut.

a) Bagaimana sensor asap dengan komponen utama MQ135 mampu

mendeteksi keberadaan asap rokok di udara.

b) Bagaimana membuat suatu filter yang mampu membersihkan asap rokok

dari udara bebas.

c) Bagaimana algoritma pemrograman yang dilakukan untuk merancang

sistem mikrokontroler ATMega 8535 sehingga mikrokontroler tersebut

dapat menjadi pengendali tunggal sistem kerja filter udara.

1.4 Batasan Masalah

Pembatasan masalah pada proyek akhir ini adalah sebagai berikut.

a) Mikrokontroler yang digunakan berjenis ATMega 8535 sebagai pengendali

tunggal kinerja seluruh blok sistem rangkaian filter udara.

b) Alat yang digunakan sebagai pendeteksi keberadaan asap rokok adalah

sensor asap MQ135.

c) Kedua kipas yang digunakan merupakan kipas DC dengan spesifikasi arus

yang berbeda sehingga kecepatan putarannya juga berbeda

d) Tidak membahas lebih lanjut tentang pemrograman bahasa C-AVR

e) Tidak membahas cara kerja molekul air dalam memisahkan partikel zat-zat

toxic dari udara bersih.

f) Realisasi perangkat sampai dengan tingkat prototype.

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Institut Teknologi Telkom - 2012

Bab I | Pendahuluan

3

1.5 Metodologi Penelitian

Metode yang digunakan dalam pembuatan proyek akhir ini adalah sebagai

berikut:

a) Studi literatur

Penelitian dimulai dengan melakukan studi terhadap materi-materi

yang terkait dengan topik penelitian melalui referensi yang berhubungan

dengan asap rokok dan rangkaian mikrokontroler ATMega 8535. Pada

proyek akhir ini, penulis mempelajari bagaimana cara kerja sensor asap

MQ135; blok sistem minimum untuk mikrokontroler ATMega 8535 yang

terdiri dari blok clock dan blok lcd 16-bit; blok catu daya untuk mensuplai

tegangan bagi sismin, relay, kipas, dan pompa air; dan susunan perangkat

untuk menyaring udara dari pencemaran asap rokok.

b) Konsultasi dan diskusi

Selain studi literatur, penulis juga berkonsultasi dan berdiskusi dengan

pembimbing serta orang yang ahli dalam bidang elektronika dan

mikrokontroler. Dalam hal ini, pembimbing mengarahkan penulis tentang

apa saja yang harus dilakukan untuk menyelesaikan proyek akhir.

c) Pembuatan desain sistem, pengujian, dan pengukuran.

a. Desain Sistem

Dilakukan pembuatan desain sistem filter udara baik secara hardware

maupun software berdasarkan spesifikasi yang telah dirancang.

b. Pengujian

Pengujian dilakukan terhadap integrasi antara sensor dengan

mikrokontroler, apakah mikrokontroler mampu mengatur integrasi

antara sensor, indicator LCD, dan relay.

c. Pengukuran

Pengukuran dilakukan terhadap kepekaan sensor dalam mendeteksi

asap rokok yang diamati berdasarkan besarnya tegangan keluaran

yang terukur di mikrokontroler beserta nilai ADC-nya, daya yang

dibutuhkan oleh sistem, dan keefektifan filter udara dalam

membersihkan udara dari asap rokok.

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Institut Teknologi Telkom - 2012

Bab I | Pendahuluan

4

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika yang digunakan dalam penyusunan proyek akhir ini adalah

sebagai berikut:

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan,

dan metode pembuatan dan sistematika penulisan.

BAB 2 LANDASAN TEORI

Bab ini mengemukakan dasar-dasar teori yang akan melandasi

permasalahan yang akan dibahas, serta penjelasan tentang cara kerja

sistem dan masing-masing komponen yang akan digunakan.

BAB 3 PERANCANGAN DAN REALISASI

Berisi pembahasan tentang langkah-langkah perancangan sistem filter

udara beserta langkah kerja realisasi hardware seluruh bagian penyususn

filter udara dan pemrograman mikrokontroler-nya.

BAB 4 ANALISA HASIL PENGUJIAN

Berisi pembahasan tentang hasil pengujian dan analisa dari desain dan

implementasi filter udara.

BAB 5 PENUTUP

Berisi kesimpulan dari uraian pada bab-bab yang telah dibahas

sebelumnya dan saran yang diharapkan dapat membantu dalam hal

perbaikan proyek akhir ini.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Perancangan dan Realisasi Filter Udara Untuk Asap Rokok

Berbasiskan Mikrokontroler ATMega 8535

35

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan proses perancangan hingga realisasi dan pengujian perangkat,

dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

a) Sensor MQ135 mampu mendeteksi berbagai jenis asap dengan kondisi asap

harus melewati permukaan sensor.

b) Pada kondisi udara bersih, Vout sensor MQ135 berada pada tegangan 1,6 –

2.6 V sedangkan dalam kondisi terdeteksi asap, Vout terukur sebesar >2,66 V

tergantung pada kepekatan asap yang melewati permukaan sensor.

c) Daya yang dibutuhkan sistem filter udara untuk beroperasi adalah sebesar

33,94003673 Watt.

d) Lamanya proses filterisasi tergantung pada ada atau tidaknya asap yang

melewati permukaan sensor, walaupun udara masih kotor (tercium bau asap

ataupun asap masih terlihat) namun jika tidak ada asap yang melewati

permukaan sensor maka proses filterisasi akan berhenti.

e) Mikrokontroler ATMega 8535 mampu menunjang otomatisasi proses

pemfilteran udara.

5.2. Saran

Beberapa saran yang diharapkan mampu memperbaiki sistem filter udara ini

adalah sebagai berikut:

a) Dilakukan penelitian lebih lanjut tentang proses filterisasi udara, sehingga

udara yang keluar dari filter merupakan udara bersih tanpa asap maupun bau

dari asap rokok.

b) Desain mekanis agar bisa disempurnakan sehingga keamaan rangkaian dari

resiko konsleting akibat hubungan arus pendek (grounding buruk) ataupun

akibat terkena cipratan air bisa dihindari.

c) Untuk meningkatkan efektifitas sistem filter maka sensor yang digunakan

bisa diperbanyak dan dipasang secara parallel di beberapa bagian casing

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Institut Teknologi Telkom - 2012

BAB V | PENUTUP

36

filter udara atau di beberapa sudut ruangan (jika diimplementasikan di suatu

ruangan).

d) Penggunaan kabel jumper yang digunakan pada rangkaian catudaya ke

depannya bisa diminimalkan sehingga rangkaian akan terlihat lebih rapi dan

lebih aman dari resiko konsleting maupun kegagalan pengiriman data.

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi

Perancangan dan Realisasi Filter Udara Untuk Asap Rokok

Berbasiskan Mikrokontroler ATMega 8535

37

DAFTAR PUSTAKA

[1] Winoto, Ardi. 2010. Mikrokontroler AVR ATmega8/32/16/8535 dan

Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WinAVR. Bandung : Informatika.

[2] Asisten Praktikum Lab.Mikroprocessor dan Antarmuka. 2011. Modul Praktikum

Mikrokontroler. Bandung:IT Telkom.

[3] http://www.depkes.go.id/downloads/Udara.PDF [diakses 15 Oktober 2011]

[4] Yulianti, Titi.2009.Gambaran Hitung Jumlah Leukosit Pada Pekerja di Sepanjang

JL. Brigjen Sudiarto Semarang. Proyek Akhir pada Fakultas Keperawatan

Universitas Muhammadiyah Semarang:tidak diterbitkan.

http://digilib.unimus.ac.id [diakses 15 Oktober 2011]

[5] Sianipar, Rudi. 2012. Perancangan Dan Implementasi Alat Ukur Daya Optik

Berbasis Mikrokontroler AVR ATmega 8535 dengan Tampilan di Komputer.

Tugas Akhir pada Fakultas Elektro dan Komunikasi IT Telkom

Bandung:tidak diterbitkan.

[6] Priambodo, Wahyu. 2011. Perancangan Dan Realisasi Alat Pengukur

Rabun Jauh Dan Rabun Dekat Pada Mata Berbasis Mikrokontroler. Proyek

Akhir pada Fakultas Elektro dan Komunikasi IT Telkom Bandung:tidak

diterbitkan.

[7] Datasheet MQ135. Tersedia: http://www. alldatasheet.com. [diakses 5 April 2012]

[8] Datasheet Mikrokontroler AVR ATMega8535. Tersedia: www.alldatasheet.com.

[diakses 11 Juni 2012]

[9] Datasheet Relay-HFD41_HFD41A_en. Tersedia: http://www.alldatasheet.com.

[diakses 28 Mei 2012]

[10] Priasiando.2009.Aplikasi Sensor Asap dan Suhu Sebagai Alarm dan Pemadam

Kebakaran Berbasiskan Mikrokontroller (Bagian Input dan

Control).Padang:Politeknik Universitas Andalas.

[11] Fowles,Jefferson and Michael Bates.2000.Chemical constituents, cigarettes &

cigarette smoke.

http://www.moh.govt.nz/moh.nsf/pagescm/1003/$File/chemicalconstituentscigarett

espriorities.pdf. [diakses 10 Oktober 2011]

[12] http://www.wartamedika.com/2009/02/bagaimana-sinar-uv-membunuh-

kuman.html [diakses 16 Oktober 2011]

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Tugas Akhir - 2012

Fakultas Ilmu Terapan Program Studi D3 Teknik Telekomunikasi