## DETEKTOR KARBONDIOKSIDA (CO
2 ) SEBAGAI PENGAMAN INTERNAL MOBIL  BERBASIS MIKROKONTROLLER
Moh. Andre Kurniawan 1 , Zainal Abidin 2 , Arief Budi Laksono 3 , Affan Bachri 4
1 ,2,3,4 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan Jl. Veteran No. 53A Lamongan Telp. 0322 – 324706, Fax. 0322 - 317116 E-mail: 1 andrekurniawan1410@gmail.com , 2 zainalabidin@unisla.ac.id , 3 ariefbudila@gmail.com , 4 avanbe@gmail.com

## ABSTRACT
Air is one of the kinds of the gas group as the main source of breathing for the living things. In the air, there are many types of gases, but not all of them are good to be inhaled, one of them is carbondioxide. Carbondioxide is mostly produced by the vehicles, and it is also present in the car. Carbondioxide detectoris a safety tool used in the  car.  It  is  based  on  microcontroller  and  can  be  used  to  provide  security  to  its  users.  The  MQ135  censor detects carbondioxideby transmitting the data through the ATMega328 microcontroller whose concentration can be  viewed  through  the  LCD.  Actuators  in  this  study  consisted  of  LED,  buzzer,  and  servo  motors  as  the  power windows drivers. When the carbondioxide gas level exceeds the threshold of 1000 ppm, the LED  that originally is in green will turn into red, the buzzer will be active and the servo motor will move to open the power windows. Conversely,  when  the  carbondioxide  gas  level  has  returned  to  normal,  buzzer  will  turn  off  and  automatically power windows will close with the help of servo motor, and LED will turn back into green. The set of tool that has been made, compared to the carbondioxide gas detector in the room resulting error value of 3.11%.
Keywords: Air, carbondioxide, Censor MQ135, ATMega328.

## 1. PENDAHULUAN
Udara    merupakan    unsur  penting  untuk pernapasan  makhluk  hidup.  Namun,  seiring  dengan meningkatnya    pembangunan    fisik    kota  dan    pusat- pusat    industri,    kualitas    udara    telah  mengalami perubahan. Dalam udara terdapat oksigen, karbondioksida dan ozon. Gas CO 2 dalam udara murni berjumlah  0,03%,  bila  melebihi  toleransi  dapat mengganggu  pernapasan.  Selain  itu,  gas  CO 2 yang terlalu  berlebihan  di  bumi  dapat  mengikat  panas matahari  sehingga  suhu  bumi  panas.  Pemanasan global  di  bumi  akibat  CO 2 disebut  juga  sebagai  efek rumah  kaca.  Pemanasan  global  sudah  lama  menjadi perbincangan, namun belum juga ada cara yang efektif untuk  menghilangkannya  atau  setidaknya  untuk menguranginya. (Nindi Meliyanto, 2014)
Ada banyak kandungan gas yang ada dalam udara, dan tidak semua yang ada diudara boleh dihirup tubuh kita.  Jika  udara  yang  dihirup  tercemar  dengan  gas berbahaya seperti, antara lain gas CO dan CO 2 , maka udara  tersebut  dapat  meracuni  tubuh.  Gas  CO  dapat membuat  sesak  nafas,  hal  ini  dikarenakan  oksigen yang seharusnya disalurkan oleh hemoglobin keseluruh tubuh tidak dapat dialirkan, ini dikarenakan hemoglobin  lebih  mudah  mengikat  CO  dari  pada oksigen.  Salah  satu  gas  yang  menyebabkan  polusi udara  adalah  gas  karbon  monoksida  dan  gas  karbon dioksida,  gas  yang  tidak  berwarna  dan  tidak  berbau yang  dihasilkan  oleh  proses  pembakaran  yang  tidak sempurna.  Penyumbang  gas  karbon  monoksida  dan gas CO 2 terbesar adalah kendaraan bermotor dan asap industri.  Bahkan  di  dalam  mobil  pun  terdapat  karbon monoksida  dan  karbon  dioksida  yang  membahayakan bagi manusia. (Budiharjo, 1991)
Mengingat    pentingnya    pengukuran    karbon dioksida  yang  berada  di  dalam  mobil,    maka diperlukan   suatu  alat   yang dapat  digunakan  untuk mengukur    konsentrasinya  di  dalam  mobil.  Penelitian bertujuan  merancang  bangun  alat  pendeteksi  gas karbon  dioksida  sebagai  pengaman  mobil  berbasis mikrokontroller ATMega328.
Rumusan  masalah  yang  didapat  adalah  berapa besar akurasi nilai sensor gas MQ135 terhadap deteksi gas  karbondioksida  menggunakan  mikrokontroller ATMega328 dan Bagaimana respon LED, buzzer dan motor  servo  ketika  nilai  gas  karbondioksida  telah diambang  batas.  Batasan  masalah  sensor  yang digunakan adalah sensor MQ135 dengan menggunakan mikrokontroller ATMega328 dan aktuator  yang  digunakan  berupa    LED, buzzer dan motor servo.
Tujuan dari penelitian ini adalah dapat mengetahui besar  akurasi  nilai  sensor  MQ135  untuk  mendeteksi gas  karbondioksida  menggunakan  mikrokontroller ATMega328  dan  Dapat  mengetahui  respon  LED, buzzer dan motor servo ketika nilai gas karbondioksida telah melebihi ambang batas.

## 2. METODE
Tahap  penelitian  dilakukan  dengan  mengukur tiap  komponen  blok  diagram  dan  sistem  kerja rangkaian  yang  terdiri  dari  perancangan  perangkat keras dan perangkat lunak.
a. Blok Diagram Blok diagram adalah diagram yang menggambarkan alur rancangan sistem secara keseluruhan,  mulai  dari  awal  hingga  akhir.  Adapun diagram sistemnya sebagai berikut :

## Gambar 1. Blok diagram rangkaian

## b. Sistem Kerja Rangkaian
Sistem  kerja  rangkaian  adalah  sistem  yang menggambarkan  cara  kerja  rangkaian  keseluruhan, mulai  dari  awal  hingga  akhir.  Sistem  kerja  rangkaian dapat dilihat pada gambar 2 sebagai berikut:
Gambar 2. Flowchart sistem kerja rangkaian

## c. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
1) Perancangan Sensor MQ135 Pada modul sensor gas MQ-135 terdapat 2 buah LED indikator  yaitu  LED  indikator  merah  dan  LED indikator hijau. Pada saat power-up, LED merah akan berkedip sesuai dengan alamat I2C modul. Perancangan  sensor  MQ135  dengan  arduino  dapat dilihat pada gambar 3 sebagai berikut:
Gambar 3. Rangkaian sensor MQ135 dengan arduino

## 2) Perancangan LCD
LCD  dirancang  sebagai  penampil  berapa besarnya nilai ppm gas karbondioksida yang berada di dalam mobil. Untuk menampilkan data, maka display LCD harus dihubungkan dengan mikrokontroller.

## Gambar 4. Rangkaian LCD

## 3) Perancangan Motor Servo
Motor  servo  digunakan  sebagai  sistem  kerja power  window .  Motor  yang  digunakan  adalah  motor servo  standart  yang  mampu  berputar  180̊.  Gerakan motor  servo diubah melalui  sistem  mekanik  layaknya pergerakan power  window yang  naik  turun,  putaran motor  servo  diatur  melalui  perintah  program  yang dijalankan.

## Gambar 5. Rangkaian motor servo

## 4) Perancangan Buzzer
Buzzer digunakan  sebagai  indikator  atau  alarm yang akan aktif apabila besar nilai gas karbondioksida mencapai atau melebihi ambang batas. Dan akan mati apabila  gas  karbondioksida  atau  udara  telah  kembali normal.

## Gambar 6. Rangkaian buzzer
5) Perancangan LED Dalam
perancangan
alat pendeteksi karbondioksida sebagai pengaman mobil ini menggunakan  dua  buah  LED,  yaitu  LED  warna  hijau dan  LED  warna  merah.  LED  ini  berfungsi  untuk indikator.  Pada  saat  gas  karbondioksida  di  dalam mobil masih normal, maka yang menyala adalah LED warna hijau. Sedangkan pada saat gas karbondioksida di dalam mobil telah mencapai atau melebihi ambang batas, maka yang menyala adalah LED warna merah.

## Gambar 8. Rangkaian LED

## 6) Perancangan Secara Keseluruhan
Tahap ini merupakan proses merangkai alat secara keseluruhan,  perangkat  tersebut  terdiri  dari  perangkat sensor  MQ  135,  LCD, buzzer ,  mikrokontroller ATMega328, LED dan motor servo. Perancangan alat secara  keseluruhan  dapat  dilihat  pada  gambar  9 sebagai berikut:
Gambar 9. Rangkaian alat keseluruhan

## 7)  Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Pemrograman mikrokontroller ATMega 328 ditulis menggunakan software arduino IDE dengan sketch/code berdasarkan flowchart untuk memudahkan pembuatan program. Flowchart perancangan  perangkat  lunak  dapat  dilihat  pada gambar 10 sebagai berikut.
Gambar 10. Flowchart perancangan software 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil Pengujian
1) Pengujian Sensor MQ135
Pengujian  sensor  dilakukan  untuk  mendeteksi  gas karbondioksida  dengan  cara  menghubungkan  kaki sensor  MQ135  pada  pin-pin minimum  system dengan memastikan  indikator  lampu  sensor  MQ135  tersebut menyala.  Kemudian  sensor  MQ135  di input program melalui software arduino  ke  dalam  mikrokontroller ATMega328.  Besar  nilai  kadar  karbondioksida  dapat dilihat melalui tampilan LCD.
Tabel 1. Penguian sensor MQ135 Percobaan Waktu Alat Ukur Digital Alat Ukur Manu al Eror (%) Udara Normal 10 Detik 523 575 9,9426386 Asap Rokok 10 Detik 1019 1026 0,6869479 Obat Nyamuk 10 Detik 830 856 3,1325301 Sepeda Motor Revo 10 Detik 1.019 1.026 0,6869479 Sepeda 10 Detik 802 811 1,1221945

## Motor Supra
Rata – Rata Eror (%) 3,1142518 Dari  Tabel  1.  dilakukan  pengujian  menggunakan beberapa benda yang
menghasilkan gas karbondioksida  dan  udara  normal.  Hasil  pengujian mendapat  rata  –  rata  nilai  eror  sebesar  3,11%  antara pengujian sensor dengan alat pendeteksi karbondioksida di dalam ruangan.

## 2) Pengujian LCD
Pengujian  LCD  menggunakan board Arduino Uno  sebagai  alat  untuk  memerintahkan  LCD menampilkan  berbagai  macam  karakter  sesuai keinginan,  dengan  cara  memasukkan  program kedalam  IC  mikrokontroller  ATMega  328  melalui software arduino. Pengujian bertujuan untuk memastikan LCD berfungsi dengan baik.
Gambar 11. Pengujian LCD

## 3) Pengujian Buzzer
Pengujian buzzer dapat  dilakukan  dengan memberi  tegangan  sebesar  5  volt,  yang  kemudian dihubungkan dengan pin arduino.

## Tabel 2. Pengujian Buzzer
NO INPUT OUTPUT STATUS 1 0 Volt 0 Volt Off 2 5 Volt 5 Volt On
Dari  tabel  2.  menunjukkan  bahwa  apabila buzzer diberi  tegangan  sebesar  5  volt,  maka  status buzzer akan on /menyala.  Sedangkan  apabila buzzer tidak diberi tegangan, maka status buzzer akan off /mati. Hal itu menandakan bahwa buzzer berfungsi dengan baik.
a. Pengujian Motor servo
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  baik,  maka  proses pengujian motor servo dilakukan dengan meghubungkan motor  servo  pada  pin  –  pin minimum system yang  telah  dimasukkan  program  melalui software arduino dan disimpan pada IC mikrokontroller  ATMega328.  Apabila  gerak  dari motor  servo  sudah  sesuai,  maka  motor  servo  bekerja dengan  baik  dan  bisa  untuk  digunakan.  Pengujian motor  servo  dapat  dilihat  pada  gambar  12  sebagai berikut.
Gambar 12. Pengujian motor servo
b. Pengujian LED
Pengujian LED dapat dilakukan dengan menghubungkan  pin  arduino  atau  diberi  tegangan sebesar  5  volt  yang  bertujuan  sebagai  indikator. Pengujian LED dapat dilihat sebagai berikut :
Tabel 3. Hasil pengujian LED NO LED INPU T
OUTPU
T STATUS 1 Mera h 0 Volt 0 Volt Off 5 Volt 5 Volt On 2 Hijau 0 Volt 0 Volt Off 5 Volt 5 Volt On
Dari  tabel  3,  menunjukkan  apabila  LED  diberi tegangan  sebesar  5  volt,  maka  status  LED  akan menyala.  Sedangkan  status  LED  akan  mati  apabila tidak diberi nilai tegangan. Hal itu menandakan bahwa LED berfungsi dengan baik.

## c. Pengujian Alat Secara Keseluruhan
Tahap  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja rangkaian secara keseluruhan yang meliputi pengujian sensor  MQ135,  pengujian  LCD,  pengujian buzzer , pengujian  motor  servo  dan  pengujian  LED.  Hasil pengujian dapat dilihat pada tabel sebagai berikut :
Tabel 4. Hasil Pengujian Alat Secara Keseluruhan Uji Gas CO2 (ppm) LED Buzzer  Motor Servo 1 675 Hijau Off Off
2 1026 Merah On On 3 856 Hijau Off Off 4 1.026 Merah On On 5 811 Hijau Off Off
Dari tabel 4 Buzzer bekerja (ON) dan Motor servo ON pada  Gas  CO 2 dengan  nilai  >1000  ppm.  Pada  model Motor  servo  menggerakkan  jendela  mobil  untuk terbuka untuk mengurangi kadar CO 2 dalam mobil.

## b.Pembahasan
Secara  keseluruhan  apabila  nilai  kadar  gas karbondioksida  dalam  kondisi  normal,  maka  LED akan  menyala  berwarna  hijau  dan  respon  dari  buzzer serta  motor  servo  akan  mati.  Apabila  nilai  kadar  gas karbondioksida mencapai 1.000 ppm, maka LED akan menyala  berwarna  merah, buzzer akan  menyala  dan motor servo akan bergerak membuka power windows . Motor  servo  akan  kembali  bergerak  umtuk  menutup power  windows pada  saat  nilai  gas  karbondioksida yang  ditampilkan  dalam  LCD  telah  kembali  normal, secara  bersamaan buzzer akan  mati  dan  LED  akan kembali menyala berwarna hijau.
4. KESIMPULAN
a. Telah  dibuat  alat  pendeteksi  gas  CO 2 di  dalam mobil  berbasis  mikrokontroller  ATMega328 menggunakan  sensor  MQ  135  dengan  nilai ambang  batas  1000  ppm.  Rangkaian  alat  yang telah  dibuat,  dibandingkan  dengan  alat  ukur pendeteksi  gas  karbondioksida  didalam  ruangan dengan akurasi nilai error sebesar 3,11%
b. Aktuator  pada  penelitian  ini  terdiri  dari  LED, buzzer ,  dan  motor  servo  sebagai  penggerak power  windows yang  bekerja  sesuai  dengan output nilai  ppm  alat  yang  tertera  dalam  LCD. Pada  saat  kadar  gas  karbondioksida  melebihi ambang batas, LED yang semula  berwarna hijau akan berganti menjadi warna merah, buzzer akan aktif  dan  motor  servo  akan  bergerak  untuk membuka power windows . Sebaliknya, pada saat kadar  gas  karbondioksida  telah  kembali  normal buzzer  akan  mati  dan  secara  otomatis power windows akan  menutup  dengan  bantuan  motor servo  dan  LED  akan  kembali  menyala  warna hijau.
c. Diperlukan  alat  pengkalibrasian  berupa  gas analyzer agar pengukuran terhadap kualitas udara terutama  karbondioksida  lebih  akurat.  Selain  itu, diperlukan pendalaman lebih lanjut tentang sensor MQ135  untuk  mendeteksi  kualitas  udara.  Dan apabila  memungkinkan  pengujian  dilakukan  di dalam  mobil  langsung  agar  pengujian  alat  ini sesuai dengan kondisi yang berada di lingkungan.
PUSTAKA
Afandi, Baharuddin.2007. ” Pengaruh CO2 (Karbondioksida) Murni Terhadap Pertumbuhan Mikroorganisme pada Produk
Minuman  Fanta  di  PT.  Coca  Cola  Bootling Indonesia  Unit  Medan ” Karya  Ilmiah , Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan
Aziz,  M.  Nur.  2016.  “ Rancang  Bangun  Sistem Monitoring  Kadar  Gas  Karbon  Monoksida dan  Senyawa  Hidrokarbon  pada  Kabin Mobil  Menggunakan  Sensor  Gas  TGS  2201 Berbasis Arduino ” Skripsi , Fakultas Sains dan Teknologi,  Universitas  Islam  Negeri  Maulana Malik Ibrahim Malang.
Budiraharjo,  H.1991.  “ Pencemaran  Udara” di  DKI
Jakarta Paru, Jakarta.
Dirjen GTK. 2017. “ Buku IPA Kelas 7 ” Kementrian Pendiddikan dan Kebudayaan, Jakarta Fardiaz.  1992 .  “Polusi  Air  dan  Udara”. Penerbit Kanisius, Yogyakarta.
Gammon,  E.  1985.“ General  Chemistry  6 th Editiom ”. New York : Houghton Mifflin Company Koesegeren,  Viktor  V.  2013.  “ Perancangan  Alat Ukur  Kadar  Karbon  Monoksida  (CO), Karbon  Dioksida  (CO 2 )  dan  Hidro  Karbon
(HC) Pada Gas Buang Kendaraan Bermotor ”.  Fakultas  Teknik  UNSRAT.
Manado. Meliyanto, Nindi dan Bambang Eka, 2014. “ Pengendali  Kipas  Sirkulasi  Udara  Melalui Deteksi  Suhu  Udara  dan  Kadar  Karbon Dioksida Berlebih ” Universitas Surakarta R.F.  Talumewo,  2012.  “ Rancang  Bangun  Alat Pengkondisi Udara Pada Ruangan Menggunakan Sensor Co Dan Temperatur ”,
Tugas Akhir , FATEK UNSRAT, Manado Rafiuddin Syam, PhD. 2013 “ Dasar  – Dasar Teknik Sensor ”. Makassar. Ebook Santoso,  Hari,2015, Panduan  Praktis  Arduino Untuk Pemula . Trenggalek.     E-book
Shofar, Muhammad Izzuddin dan Suryono, 2014.” Sistem Telemetri Pemantau Gas Karbon Dioksida (CO 2 ) Menggunakan JaringanWifi ” Universitas Diponegoro,
Semarang.
Sigit,  Riyanto.  2007  “ Motor  Servo ”  Politeknik Elektronika Negeri Surabaya – ITS Ubaidillah,  Muhammad.  2015  “ Alat  Ukur  Kualitas Udara  Menggunakan  Gas  Sensor  MQ  135
Berbasis Mikrokontroller ATMega16 ” Project  Akhir  1 ,  Universitas  Sumatra  Utara,
Medan Yudistira, Herdiawan.2016, Perancangan dan Implementasi  Alat  Ukur  Cos  Meter  Digital Berbasis  Mikrokontroller  ATMega  328 .
Universitas Lampung.
Widodo Budiharto, S.Si, M.Kom. 2010. “ Elektronika Digital+Mikroprosessor ”. Jakarta
https://id.wikipedia.org/wiki/Lampu_LED diambil pada tanggal 08 Januari 2018 http://eprints.polsri.ac.id/1810/3/BAB%20II.pdf diakses pada tanggal 08 Januari 2018
http://digilib.unila.ac.id/21107/13/13.%20BAB%20 I.pdf diaksestanggal 10 januari 2018 http://eprints.uny.ac.id/8445/3/bab%202%20- 09507131028.pdf diakses  tanggal  10  januari 2018 http://storage.jakstik.ac.id/students/paper/penulisa n%20ilmiah/20402272/BAB%20II.pdf diakses tanggal 10 januari 2018 http://at-moproduction.blogspot.co.id diakses  pada tanggal 26 Februari 2018