Contents list available at Sinta

## A R M A T U R
: Artikel Teknik Mesin & Manufaktur
Journal homepage: https://scholar.ummetro.ac.id/index.php/armatur
Study Experimen Monitoring Laju Gas LPG Menggunakan MQ 6 Sensor Terhadap AFR Pengujian Mesin Genset 160 CC
Berto Yusuf Nugroho 1* , Dwi Ariani Finda Yuniarti 2 , Yoga Arob Setiawan 3
1 Prodi Pemeliharaan Kendaraan Ringan, Akademi Komunitas Negeri Pacitan, Jln Walanda Maramis No 4 ,Sidoharjo,Pacitan, Jawa Timur, Indonesia
2 Prodi Pemeliharaan Komputer dan Jaringan, Akademi Komunitas Negeri Pacitan, Jln Walanda Maramis No 4 ,Sidoharjo,Pacitan, Jawa Timur, Indonesia
3 Prodi Pemeliharaan Kendaraan Ringan, Akademi Komunitas Negeri Pacitan, Jln Walanda Maramis No 4 ,Sidoharjo,Pacitan, Jawa Timur, Indonesia
A R T I C L E I N F O

## A B S T R A C T
Keywords: Portable Generator Petrolium Engine, Convertion, LPG, Monitoring Usability  of  portable  generators  fueled  by petroleum as a substitute for the community's primary source of  electrical  energy when the main electricity source blackout is still high demand, limited space for good  air  circulation  will  make  emissions  harmful  to users  or  community,  innovation  is  needed  to  reduce the levels of exhaust emissions produced by saving fuel or converting the fuel used,  using monitoring  system user could define how the engine working and make a decisition to maintaining or modifying the engine, one of  which  is  by  replacing  the  carburetor  in  portable generators  fuel  engine  with  a  converter  kit  using modified  Liquified  Petroleum  Gas  (LPG).  In  this study,  the  result  of  Arduino  serial  monitoring  was displayed  the  lowest  use  of  petroleum  fuel  was obtained at 36.3 ml/minute (36.300 ppm) at 1000-2000 rpm, consumption of  LPG fuel is  5.650 ppm at  1000 rpm, and in the high rpm consumtion of LPG is 11.972 ppm,  result,  the  use  of  LPG  fuel  in  Portable Generators with a converter kit has the effect of using more efficient fuel

## Pendahuluan
Sistem  instrumentasi  pengelolaan  data untuk menunjang dalam kegiatan penelitian menjadi kewajiban, karena dapat memberikan informasi yang akurat terhadap proses kontrol suatu sistem, monitoring dan akuisisi  data  akan  memberikan  arahan terhadap  proses  pengendalian  lanjut[1].
Dalam kaitanya dengan sistem kendali data penggunaan SensorMQ6 dengan converter kit bahan bakar minyak menjadi bahan bakar LPG  pada  penelitian  sebelumnya[2]  akan digunakan  sebagai  objek  uji  yang  telah memiliki  informasi  penggunaan  jumlah aliran LPG yang masuk ke dalam converter kit dengan impuls tegangan  yang diberikan oleh  sensor  kepada  pemroses  data,  hal  ini bertujuan  untuk  memberikan  optimalisasi campuran  udara  dan  bahan  bakar  akan ditujukan mendekati stoichiometry . Penggunaan  sensor  MQ  6  ditujukan  untuk pendekteksi  gas  LPG  dan  gas  lain  seperti propane dan butana[3], namun sensor MQ 6 dirancang  untuk  melakukan  pendeteksian konsentrasi  gas  LPG di  udara[4], dan tidak secara langsung digunakan untuk mengukur laju  aliran  massa  atau volumetric bahan bakar dan udara, namun pada penelitian ini dilakukan  percobaan  untuk  sensitivitas sensor terhadap LPG
untuk mengembangkan  sistem  monitoring  yang bisa memberikan estimasi tentang laju aliran bahan  bakar  dan  udara  berdasarkan konsentrasi  LPG  yang  terdeteksi  dengan jumlah  konsentrasi  tertentu,  data  teknik sensor MQ-6 seperti tersaji sebagai berikut :
Tabel 1. Teknikal data dari MQ 6
No Part Material Sensor Type Semiconductor Detection Gas Isobutane, Butane, LPG Concrentation 300-10000ppm  ( Butane, Propane, LPG) Sensitivity Rs(in air)/Rs(1000ppm C4H10)≥5

## Metode Penelitian
Untuk  dapat melakukan  pengujian terhadap  penggunaan  sensor  MQ6  untuk melakukan  monitoring  pada converter  kit LPG  ke  dalam  mesin  genset  pembakaran dalam dilakukan secara ekperimen
eksploratif dengan  perancangan  sebagai berikut :

## Pengaturan Eksperimental
Pengaturan  ini  digunakan  untuk  membuat sistem pemasukan bahan bakar semi tertutup dengan  tujuan  mengontrol  jumlah  bahan bakar  LPG  yang  masuk  ke  dalam  saluran masuk bahan bakar pada converter kit akan Seperti tersaji pada gambar berikut :
Gambar 1. Alat untuk Eksperimental Komponen
Pada Bagian ini diantaranya :
 Tabung Gas LPG
 Flowmeter
 Konverter Kit (Modifikasi)
 Sensor Modul
 Genset
 Gas Emission
 Osciloscope
Converter kit digunakan untuk merubah penggunaan  bahan  bakar  minyak menjadi  bahan  bakar  gas,  komponen converter kit harus memiliki komponen sebagai berikut[2] :
a. Penurun Tekanan
b. Flow Meter
c. Katup Pengaman
d. Regulator Tekanan Tinggi

## Modifikasi Saluran Masuk
Tujuan  membuat  Model  modifikasi saluran  masuk  adalah  memastikan sensor  membaca  konsentrasi  LPG yang  akan  masuk  ke  dalam  saluran udara  dan  dibuat  dalam  bentuk 3D Print untuk  housing  sensor, seperti tersaji pada gambar 4.1 berikut :
Gambar 2. Housing Converter Kit dengan
Sensor tampak atas
Gambar 3. Housing sensor tampak depan Housing digunakan beberapa variable  beda  potensial  ketinggian yang berbeda dengan tujuan mendapatkan  laju  aliran  rumah sensor yang berbeda untuk mengetahui tingkat kepekaan sensor terhadap pembacaan gas LPG.[5]
Gambar  4.3  Proses  Pencetakan Model dengan 3D Printing

## Kalibrasi Sensor
Proses kalibrasi menggunakan
perangkat IOT Arduino ,  Kalibrasi digunakan  untuk  memastikan  bahwa pembacaan  data  pada  sensor  dapat
diandalkan  karena  pada  saat  pengujian sensor  akan  sangat  bergantung  dengan beberapa factor lingkungan seperti suhu dan  kelembapan[6],  langkah  kalibrasi dilakukan sebagai berikut : a. Melakukan  perakitan hardware Arduino dengan modul MQ6 sensor b. Membaca raw sensor  dengan template  dari  Arduino  sebagai berikut :
int mq6Pin = A0;
void setup() {
Serial.begin(9600);
9600 bps} void  loop  ()  {int  mq6Value= analogRead(mq6Pin); Serial.println(mq6Value); delay(1000); } c. Kalkulasi ratio (RO) untuk menghitung rasio pembacaan sensor dalam  berbagai  konsentrasi  LPG,
menggunakan dasar datasheet
sensor  dengan  resistansi  pada  kaki sensor.[7]
Modul sensor akan ditempatkan diantara bagian A dan bagian B sebagai tempat  saluran  masuk  bahan  bakar, saluran  masuk  dilakukan  modifikasi supaya  modul  sensor  dengan housing dapat  mudah  membaca  laju  Gas, perbandingan  laju  gas  dan  resistansi sensor  akan  dicari  seperti  pada karakteristik  sensitifitas  sensor  MQ-6
[8] gambar berikut :
Gambar 4. Sensitifitas karakter Rs/Ro Vs ppm
Sensor  MQ  6  hanya  membaca sensitifitas  berdasarkan  jumlah part per  million konsentrasi  gas  yang melewati  luasan  SnO2,  data  yang didapatkan  adalah  Rs/Ro  Resistansi gas terhadap Sensor Resistansi sensor dalam part  per  million di  standart kondisi pengetesan[4].

## Menghitung  Laju  Aliran  Bahan Bakar
Menghitung  rasio  campuran  bahan bakar  terhadap  udara  ( AFR )  untuk mendapatkan  campuran  yang  optimal dalam  pembakaran  bahan  bakar  LPG dilakukan dengan asumsi udara sebesar 15,5 dan bahan bakar 1 hingga 16 :1[9]

## Pengujian Model Karburator
Pengujian
numerik model menggunakan CFD simulasi  Tentang air  flow proses,  dengan  tujuan  untuk memastikan ada perbedaan dari kondisi saluran  intake  yang  standart  dengan kondisi  modifikasi,  hasil  disajikan sebagai berikut :
Gambar 5. CFD modifikasi karburator
Gambar. 6. Pengujian Laju Aliran Karburator Modifikasi
Untuk  memastikan  bahwa  kondisi karburator layak digunakan pada mesin, dilakukan uji numerik dalam laju aliran menggunakan  software  permodelan, dengan tujuan tidak ada penurunan pada laju aliran yang telah dibuat, peningkatan  aliran  menjadi  harapan utama  pada  karburator  modifikasi, terdapat peningkatan laju aliran sebesar 1,6 m/s pada modifikasi karburator

## Hasil dan Pembahasan
1. Arduino Running Console
Dari hasil monitoring pada mesin uji yang menggunakan bahan bakar gas didapatkan  data  jumlah  part  per million  dari  LPG,  rangkaian  dari sensor MQ6 membaca jumlah bahan bakar  gas  yang  masuk  ke  dalam karburator modifikasi, untuk memasukkan  logika  pemrograman disajikan sebagai berikut
Gambar 7. Pemrograman Pada Arduino
Hasil  melakukan  pembacaan  data  real time  pada  IDE  Arduino  untuk  proses kalibrasi sensor disajikan sebagai berikut :
Gambar 8. Hasil kalibrasi sensor menggunakan Arduino Serial Monitor
2. Pengujian Monitoring
Pengujian ini ditujukan untuk mengetahui  apakah  sensor  MQ-6 mampu  membaca  laju  aliran  pada model  modifikasi  converter  yang telah  dibuat  dengan  menggunakan Hardware  Monitoring  dengan IOT Arduino dan  dilakukan  monitoring pada serial monitor arduino dengan berdasarkan  masukan  dari  sensor
MQ-6 dan secara bersamaan dilakukan pengujian emisi gas buang menggunakan Exhaust  Gas Analizer dengan rincian hasil sebagai berikut :
 DC  To  ppm  0.12  mv  –  5  v dengan  rentang  5.650  ppm  – 0.097 ppm
 Resistance To ppm 0,05 ohm – 0.0097  dengan  rentang  ppm 5.650 ppm – 11.972 ppm
Untuk pencampuran Ideal, Kaya dan Miskin pada mesin Uji GX 160 BBG VS Laju Udara didapatkan :
 Gas  Yang  Melalui  sensor/N Udara  :  4  –  5 gram/ liter/minute  idle (+-  4004,  56 part/million (ppm))- 5005, 711 ppm
 Hasil dari RS/RO diperbandingkan  dengan  hasil dari Exhaust Gas Emission .
Pada  pengujian  ini  pencampuran ideal  didapatkan dengan melakukan setting  jumlah  aliran  udara  dan bahan  bakar  LPG  yang  masuk  ke dalam  corverter  modifikasi  hingga mendapatkan  idle  1000-2000  rpm tanpa terjadi roughing engine [10]
Grafik 9. Rpm Vs Jumlah bahan bakar LPG dalam ppm
Tabel  1  Hasil  Pengujian  RPM,
Resistansi dan ppm LPG RPM Resistansi   PPM 1000 0.05 5.650 1500 0.056 5.567 2000 0.076 7.664 2500 0.088 8.545 3000 0.096 9.677 3500 0.00973 10.973 4000 0.0092 11.928 4500 0.0097 11.972
Pada grafik dan tabel di atas didapatkan bahwa  pada  saat  putaran  mesin meningkat  dari idle 1.000  rpm  hingga mencapai  4.500  rpm  maka  jumlah  gas yang  masuk  akan  linier  dengan kecepatan, , jumlah gas LPG mula yang masuk  pada  putaran  1.000  rpm  berada di  5.650  ppm  dan  pada  4.500  rpm sebesar 11.972 ppm[11]

## Kesimpulan
Dari hasil monitoring pada mesin uji yang  menggunakan  bahan  bakar  gas didapatkan data jumlah part per million dari LPG, rangkaian dari sensor MQ6 membaca berdasarkan  jumlah  bahan  bakar  gas  yang masuk  ke  dalam  karburator  modifikasi  dan ditampilkan  pada serial  monitor . Akurasi sensor MQ-6 sangat dipengaruhi oleh factor lingkungan  suhu  dan  kelembapan,  jumlah bahan  bakar  dan  udara  perlu  dilakukan kontrol  dengan  tepat  supaya  memastikan
1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5650 5567 7664 8545 9677 109731192811972 5,4 4,64 5,03 125 214 200 212 215 0 5000 10000 15000 1 2 3 4 5 6 7 8 RPM Vs PPM Vs CO RPM PPM CO
jumlah  komposisinya  tepat  dan  terukur. Penelitian  ini  menggunakan  ekperimen eksploratif  dengan  tujuan  meneliti  pola pengujian,  mencari  hubungan  potensial untuk  pengumpulan  data  awal  dan  bukan penelitian konfirmatif.

## Ucapan terimakasih
Kami  ucapkan  banyak  terimakasih kepada TIM Mahasiswa Prodi Pemeliharaan Kendaraan  Ringan  Akademi  Komunitas Negeri Pacitan atas bantuan dan kerjasamanya  dalam  meneliti  setiap  proses di  penelitian  ini,  tidak  lupa  kami  haturkan terimakasih  kepada  Pimpinan  dan  TIM UPPM  AKN  Pacitan  atas  pendanaan kegiatan di penelitian ini, TIM ARMATUR yang  telah  membantu peer  review dan memberi  masukan  kepada  kami  atas banyaknya kekurangan yang kami miliki.

## Referensi
[1] Supeno,  B.  A.,  Rivai,  M.,  &
Budiman, F. (2017). Rancang
Bangun Data Logging Berbasis Web Server  Pada  Robot  Balon  Udara Untuk  Deteksi  Kebocoran  Pipa Gas. Jurnal  Teknik  ITS  (SINTA:  4, IF: 1.1815) , 5 (2).
[2] B. Y. Nugroho, A. A. Trihatmojo, A. B.  Sasongko,  Y.  Arob,  2023."A. Interruption, and D. Index, “A r m a t u r :,” vol. 4, no. March, pp. 76–81,
[3] Fachrureza,  A.,  Saragih,  Y.,  & Hidayat,  R.  (2021).  Pemanfaatan sensor MQ-6 pada sistem pendeteksi gas  LPG  berbasis  4G  LTE. JTET (Jurnal Teknik Elektro Terapan) , 10 (1), 45-50. .
[4] P.  R.  and  ELectronics,2019.  “MQ-6 Semiconductor Sensor for LPG,” pp.
1–3. [5] Susilo,  E.  J.,  Dharma,  U.  S.,  &
Irawan, D. (2021). Pengaruh viskositas  bahan  bakar  terhadap karakteristik  aliran  fluida  pada pompa sentrifugal. ARMATUR: Artikel Teknik Mesin & Manufaktur , 2 (1), 27-32.
[6] Dorcea, D., Hnatiuc, M., & Lazar, I. (2018,  October).  Acquisition  and calibration  interface  for  gas  sensors.
In 2018  IEEE  24th  International Symposium for Design and Technology  in  Electronic  Packaging (SIITME) (pp. 120-123). IEEE.
[7] A.  T.  Ajiboye,  J.  F.  Opadiji,  A.  O. Yusuf, Ajiboye, A. T., Opadiji, J. F., Yusuf,  A.  O.,  &  Popoola,  J.  O. (2021).  Analytical  determination  of load  resistance  value  for  MQ-series gas sensors: MQ-6 as case study. TELKOMNIKA (Telecommunication Computing Electronics and Control) , 19 (2), 575-
582.
[8] HANWEI, “MQ-6 datasheet,” 2011.
[9] Munahar, S., Purnomo, B. C., Setiyo, M., Triwiyatno, A., & Setiawan, J. D. (2020). Design and application of air to fuel ratio controller for LPG fueled vehicles  at  typical  down-way. SN Applied Sciences , 2 , 1-7.
[10]  M. D. E. L. Utilisateur, “OWNER ’ S MANUAL,” pp. 1–20.
[11] Nugroho,  B.  Y.,  &  Sasongko,  A.  B. (2022).  Monitoring  Data  Real  Time Sederhana Dari Hand Washer Portable Dengan Energy Solar Panel. AutoMech:  Jurnal  Teknik Mesin , 2 (01).