Pemantau Level Kebisingan dan Karbon Monoksida

Pemantau Level Kebisingan dan Karbon Monoksida

Abdullah Jamalludien¹, Menur Pratiwi Jati¹, Mochamad Andrew Sukisworo¹, Samuel BETA ²

¹Mahasiswa dan ²Dosen Prodi Elektronika Jurusan  Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang

Jl. Prof. H. Soedarto, SH, Tembalang, Semarang 50275

E-mail : jamalludien.33@gmail.com,  menurjati@gmail.com, mochamadandrew11@gmail.com, sambetak2@yahoo.fr

   Abstract – The carbon monoxide level detection system and the noise level detection system designed to facilitate each person to determine the level of carbon monoxide level and the noise level of a location. The system is built using the Arduino Uno microcontroller as data processing media. In making this tool uses components that have been divided into three main parts: inputs, processes and outputs. Component inputs are MQ-7 sensor modules and sensor noise. Then in the process or the processing of the data used is Microcontroller Arduino Uno type has had 256 KB of flash memory for storing code (of which 8 KB used for the bootloader), 8 KB of SRAM and 4 KB EEPROM (which can be read and written by the library EEPROM) , Arduino is working at a voltage range of 7-12 volts. On the part of the output is to use 16x2 LCD, buzzer, DC fan and LED level. LCD is used as a viewer warning for the noise level, buzzer as a warning tone for carbon monoxide levels, the DC fan as a medium to keep carbon monoxide, and LED level indicator as the level of carbon content monokisda and the noise level. Tools are made which have the ability to provide information and the level of carbon monoxide levels in three state noise level is "Low", "Midle", and "High". For the level of carbon monoxide levels are shown on the LED level, the DC fan and buzzer. As for the noise level is shown on a 16x2 LCD and LED level.

   Keywords: Arduino Uno, MQ-7 Sensor, Sound Sensor Module, LCD ( Liquid Crystal Display ), Buzzer, DC Fan, and LED Level .

      Intisari – Sistem pedeteksi level karbon monoksida dan pedeksi level kebisingan adalah sebuah sistem yang dibuat untuk mempermudah setiap orang untuk mengetahui tingkat kadar karbon monoksida dan tingkat kebisingan suatu lokasi. Sistem ini dibuat dengan menggunakan Mikrokontroler Arduino Uno sebagai media pengolah data. Pada pembuatan alat ini menggunakan komponen- komponen yang telah dibagi dalam tiga bagian utama yaitu masukan, proses dan luaran. Komponen masukannya adalah modul sensor MQ-7 dan sensor suara. Kemudian pada bagian proses atau pengolahan data yang digunakan adalah Mikrokontroler Arduino Uno tipe ini memiliki memiliki 256 KB flash memory untuk menyimpan kode (yang 8 KB digunakan untuk bootloader), 8 KB SRAM dan 4 KB EEPROM (yang dapat dibaca dan ditulis dengan perpustakaan EEPROM). Arduino ini bekerja pada range tegangan 7-12 volt. Pada bagian luaran yaitu menggunakan LCD 16x2, buzzer, kipas DC dan LED level. LCD digunakan sebagai penampil peringatan untuk tingkat kebisingan, buzzer sebagai nada peringatan untuk kadar karbon monoksida, kipas DC sebagai media untuk menjauhkan karbon monoksida, dan LED level sebagai indicator tingkat kadar karbon monokisda dan tingkat kebisingan. Alat yang dibuat memiliki kemampuan untuk memberikan informasi tingkat kadar karbon monoksida dan tingkat kebisingan dalam 3 keadaan yaitu “Low”, “Midle”, dan “High”. Untuk tingkat kadar karbon monoksida ditunjukkan pada LED level, kipas DC dan buzzer. Sedangkan untuk tingkat kebisingan ditunjukkan pada LCD 16x2 dan LED level.

     Kata kunci: Arduino Uno, Sensor MQ-7, Modul Sensor Suara, LCD (Liquid Crystal Display), Buzzer, Kipas DC, LED Level.

I.           PENDAHULUAN


A.         Latar Belakang


     Di dalam aktifitas bekerja di suatu industri, banyak hal yang sering dibicarakan mengenai kenyamanan dalam bekerja, 

salah satunya adalah terganggunya kenyamanan tersebut yang disebabkan oleh bunyi bising yang dihasilkan oleh alat- alat 

industri dan pencemaran udara oleh karbonmonoksida yang dihasilkan oleh pembuangan asap-asap alat berat dan asap rokok. 

Keberadaan kebisingan dan polusi udara ini sangat mengganggu aktifitas dalam bekerja terutama pekerja di industri- industri 

yang menggunakan mesin- mesin berat. Kebisingan mengganggu kesehatan dan kenyamanan dalam bekerja, terutama terhadap 

pendengaran dan pernafasan. Selain itu kebisingan dan polusi udara juga berpengaruh terhadap keamanan dan keselamatan 

kerja yang tentunya akan mempengaruhi hasil kerja suatu produksi. Oleh karena itu, perlu adanya alat yang dapat mengukur 

tingkat kebisingan bunyi dan pendeteksi karbonmonoksida dalam industri sehingga masalah mengenai kebisingan dan polusi 

udara dapat diminimalisir.


B.         Perumusan Masalah

 

Berdasarkan latar belakang, akan ditentukan beberapa rumusan masalah yaitu : 



1.     Bagaimana cara membuat alat  pendeteksi level karbon monoksida? 

2.     Bagaimana merancang sebuah sistem yang dapat mendeteksi level karbon monoksida di udara? 

3.     Bagamaiana cara memprogram alat pendeteksi level kabon monoksida  agar dapat mengetahui tingkat polusi udara? 

4.     Bagaimana membuat seperangkat sistem pendeteksitingkat kebisingan yang kemudian diaplikasikan sebagai media

kontrol kenyamanan suatu ruangan? 

5.Bagaimana karakteristik modul sensor suara yang dipakai dalam penelitianini? 

6.     Bagaimana implementasi sistem deteksi kebisingan pada ruangan industri?

C.        Tujuan



Tujuan pembuatan alat ini adalah :



1.     Mampu membuat pedetektor kadar karbon monoksida (CO) di udara. 

2.     Alat ini digunakan untuk mengetahui seberapa besar tingkat gas karbon monoksida (CO)pada pertambangan. 

3.     Mampu memprogram alat pendeteksi level karbon monoksida (CO)  agar dapat mendeteksi pencemaran udara. 

4.     Mampu membuat pendetektor kebisingan di suatu ruangan. 

5.     Mampu membuat program alat pendeteksi tingkat kebisingan. 

6.     Membuat sistem deteksi tingkat kebisingan di industri beserta tulisan peringatan bagi karyawan yang ditampilkan pada LCD 16x2. 

7.     Mengetahuikarakteristik sistem sensor pada sistem deteksi tingkat kebisingan yang telah dibuat. 

8.     Mengimplementasi sistem deteksi tingkat kebisingan di industri.


II.        TINJAUAN PUSTAKA



Untuk mengetahui berbagai komponen dan peralatan yang dibutuhkan, maka disusunlah tinjauan pustaka sebagai acuan dalam 

merancang dan membuat aplikasi menggunakan mikrokontroler Arduino Uno ini.


A.         Mikrokontroller Arduino Uno



   

  Arduino Uno adalah board mikrokontroler berbasis ATmega328. Uno memiliki 14 pin digital input / output (dimana 6 dapat 
digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, resonator keramik 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP, dan 
tombol reset. Uno dibangun berdasarkan apa yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, sumber daya bisa 
menggunakan power USB (jika terhubung ke komputer dengan kabel USB) dan juga dengan adaptor atau baterai. Arduino 
Uno berbeda dari semua papan sebelumnya dalam hal tidak menggunakan FTDI chip driver USB-to-serial. Sebaliknya, fitur 
Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai versi R2) diprogram sebagai konverter USB-to-serial. Revisi 2 dari Uno memiliki resistor 
pulling 8U2 HWB yang terhubung ke tanah, sehingga lebih mudah untuk menggunakan mode DFU. 

 

 Arduino Ubo

Spesifikasi :

Mikrokontroler	ATmega328
Operasi tegangan	5Volt
Input tegangan	disarankan 7-11Volt
Input tegangan batas	6-20Volt
Pin I/O digital	14 (6 bisa untuk PWM)
Pin Analog	6
Arus DC tiap pin I/O	50mA
Arus DC ketika 3.3V	50mA
Memori flash	32 KB (ATmega328) dan 0,5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM	2 KB (ATmega328)
EEPROM	1 KB (ATmega328)
Kecepatan clock	16 MHz

B.   Sensor MQ-7

MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan dalam peralatan untuk mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam
kehidupan sehari-hari, industri, atau mobil. Fitur dari sensor gas MQ7 ini adalah mempunyai sensitivitas yang
tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur panjang. Sensor ini menggunakan
catu daya heater : 5V AC/DC dan menggunakan catu daya rangkaian : 5VDC,
jarak pengukuran : 20 - 2000ppm untuk ampu mengukur gas karbon monoksida.

 Sensor MQ-7

1 ) Kondisi Standar Sensor Bekerja

·       VC/(Tegangan Rangkaian) = 5V±0.1

·       VH (H)/ Tegangan Pemanas (Tinggi) = 5V±0.1

·        VH (L)/ Tegangan Pemanas (Rendah) = 1.4V±0.1

·       RL/Resistansi Beban Dapat disesuaikan

·       RH Resistansi Pemanas = 33Ω±5%

·       TH (H) Waktu Pemanasan (Tinggi) = 60±1 seconds

·       TH (L) Waktu Pemanasan (Rendah) = 90±1 seconds

·       PH Konsumsi Pemanasan = Sekitar 350mW

2) Kondisi Lingkungan

·       Tao/Suhu Penggunaan = -20℃-50℃

·       Tas/Suhu Penyimpanan = -20℃-50℃ 

·       RH/Kelembapan Relatif = kurang dari 95%RH

·       O2 Konsentrasi Oksigen = 21% (stand condition) (Konsentrasi Oksigen dapat mempengaruhi sensitivitas)

3) Karakteristik Sensitivitas

·       Rs/ Tahanan Permukaan Terhadap Tubuh = 2-20k pada 100ppm Carbon Monoxide(CO)

·       a(300/100ppm)/ Tingkat Konsentrasi Kemiringan = Kurang dari 0.5 Rs (300ppm)/Rs(100ppm)

·       Standar Kondisi Bekerja = Temperature -20℃±2℃ Kelembapan 65%±5% , RL:10KΩ±5%, Vc:5V±0.1V VH:5V±0.1V, VH:1.4V±0.1V

·       Waktu Panaskan Tidak kurang dari 48 jam 

·       Jarak Deteksi: 20ppm-2000ppm carbon monoxide

C.    Modul Sensor Suara

Modul sensor suara menggukan masukan input Mic Condensor, dapat mendeteksi bersiul atau suara sebagai deteksi sensor saklar modul ke sistem mikrokontroller untuk menggirimkan informasi program. Ketika tingkat suara mencapai ambang batas yang ditetapkan, keluaran TTL tinggi dan rendah ambang sinyal. Penyesuaian sensifitas dapat dilakukan dengan potensiometer.

 Modul Sensor Suara

Memiliki pin keluaran Analog dan Digital TTL. Spesifikasi Modul:

·       Voltage: 5V

·       LED menyala menunjukkan sinyal keluaran.

·       Keluaran Analog, dapat dihubungkan ke pin Analog dari mikrokontroller (ADC).

·       Dilengkapi dioda

·       Bila suara mencapai batas yang ditetapkan oleh keluaran potensiometer rendah, on-board lampu LED.

·       Tingkat output arus hingga 100mA

·       Ukuran Board: 31 * 20 MM

D.    LCD 16x2

Display elektronik adalah salah satu komponen elektronika yang berfungsi sebagai tampilan suatu data, baik karakter, huruf ataupun grafik. LCD (Liquid Cristal Display) adalah salah satu jenis display elektronik yang dibuat dengan teknologi CMOS logic yang bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya tetapi memantulkan cahaya yang ada di sekelilingnya terhadap front-lit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit. LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.

 LCD 16x2

LCD (Liquid Cristal Display) berfungsi sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik. LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor. Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.

E.    Kipas 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/direct-unidirectional. Motor DC memiliki 3 bagian atau komponen utama untuk dapat berputar sebagai berikut:

·       Kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi ruang terbuka diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

·       Current Elektromagnet atau Dinamo. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi.

·       Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

 Kipas DC

F.    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).

 Buzzer

F.   LED Level Indicator

Selain tampilan pada LCD, lampu LED dalam alat ini digunakan sebagai detektor dari tingkat kebisingan yang diterima oleh modul sensor suara. LED Level Indicator warna Hijau untuk keadaan noise Low, LED Level Indicator warna Biru untuk keadaan noise Midle, LED Level Indicator warna Merah untuk keadaan noise High, dan LED Level Indicator warna putih untuk keadaan noise Very High.

 LED Level

III.         PERANCANGAN ALAT

A.     Perangkat Keras dan Rangkaian Elektronik

Adapun perangkat keras yang digunakan pada pembuatan alat ini adalah:

1.     Sensor MQ-7

2.     Modul Sensor Suara

3.     Arduino Uno

4.     LCD 16x2

5.     Kipas DC

6.     Buzzer

7.     LED Level

B.     Blok Diagram dan Diagram Alir

Blok diagram aplikasi Aduino Uno menggunakan masukan sensor MQ-7 dan modul sensor suara, kemudian suara yang masuk pada sensor diproses di  Aduino Uno untuk dijalankan sesuai dengan perintah. Kemudian, perintah yang dijalankan oleh Aduino Uno akan ditampilkan pada keluaran yaitu LCD, Kipas DC, Buzzer dan LED Level. Diagram blok dari alat ini sebagai berikut :

 

Adapun diagram alir yang kami buat untuk program sebagai berikut:

C.     Pengawatan dalam.

D.     Pengawatan luar

IV.  KESIMPULAN

Setelah melakukan percobaan, pengambilan data, dan analisa terhadap data yang telah didapat pada proyek ini, maka didapatkan kesimpulan yaitu sebagai berikut:

1.      Modul sensor suara sebagai pendeteksi adanya suara, dan level led sebagai indikator tingkat ketinggian suara yang kemudian lcd digunakan sebagai penampil peringatan.

2.      Sensor MQ-7 sebagai pendeteksi adanya karbon monosida, dan level led sebagai indikator tingkat kepekatan karbon monoksida yang kemudian buzzer digunakan sebagai pemberi peringatan, dan kipas dc berfungsi untuk mengusir karbon monoksida.

3.      Output dari modul sensor suara dan sensor MQ-7 yaitu analog yang diteruskan ke pin mikrokontroller Arduino Uno sebagai proses.

REFERENSI

[1]Suyatno, 2009. Perancangan dan Pembuatan Alat Pendeteksi Tinggi Kebisingan Bunyi Berbasisi Mikrokontroller. Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)

[2]http://indo-ware.com/produk-2860-sound-sensor-modul-indoware-.html

[3]https://uniquetha.wordpress.com/2010/11/12/rangkaian-sensor-kebisingan-suara/

[4]http://putraprabu.wordpress.com/2008/12/30/ jenis dan penyebab kebisingan.html

[5] Rizki Farli.2011. Alat Pendeteksi Polusi Udara Dari Gas Karbonmonoksida (CO) pada Ruangan Berbasis Mikrokontroler AT89S51. Surabaya

[6]http://r-dy-echno.blogspot.co.id/2013/06/pengertian-dan-prinsip-kerja-buzzer.html

[7]http://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/

[8]http://baskarapunya.blogspot.co.id/2013/05/mq-7-sensor-gas-co.html

 Nama penulis Abdullah Jamalludien. Penulis dilahirkan di Kabupaten Sukoharjo, 5 September 1996. Penulis telah menempuh pendidikan di MI Al-Islam Grobagan yang lulus tahun 2008, MTs Baitussalam yang lulus tahun 2011, dan MA Baitussalam yang lulus tahun 2014. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.3.01. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email Jamalludien.33@gmail.com

Nama penulis Menur Pratiwi Jati. Penulis dilahirkan di Kabupaten Kendal, 31 Oktoberr 1995. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN 2 Boja yang lulus tahun 2008, SMPN 1 Boja yang lulus tahun 2011, dan SMAN 1 Boja yang lulus tahun 2014. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.3.13. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email Menurjati@gmail.com

 Nama penulis Mochamad Andrew Sukisworo. Penulis dilahirkan di Kota Semarang, 11 September 1995. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN Muktiharjo Kidul 02 yang lulus tahun 2008, SMPN 4 Semarang yang lulus tahun 2011, dan SMAN 11 Semarang yang lulus tahun 2014. Pada tahun 2014 penulis mengikuti seleksi mahasiswa baru diploma (D3) dan diterima menjadi mahasiswa baru diploma (D3) di kampus Politeknik Negeri Semarang (Polines) dengan Program Studi D3 Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro. Penulis terdaftar dengan NIM 3.32.14.3.14. Apabila  ada kritik, saran dan pertanyaan mengenai penelitian ini, bisa menghubungi penulis melalui email Mochamadandrew11@gmail.com .

 Lampiran :

1. Laporan Proyek Arduino : Click Here
2. Presentasi Proyek Arduino :Click Here 

3. Jurnal Proyek Arduino  : Click Here

4. Pengawatan Dalam : Click Here

5. Pengawatan Luar : Click Here

6. Program : Click Here