doi.org/10.51179/tika.v6i02.457

## SISTEM PENDETEKSI KEBOCORAN GAS RUMAH TANGGA MENGGUNAKAN MQ-2 SENSOR DAN MIKROKONTROLER

## Abstract
[Gas Leak Detection System using MQ-2 Sensor and Microcontroller] The gas conversion program aims to  campaign for the use of LPG gas as a  substitute for kerosene as fuel  for household  kitchen needs. The Government of Indonesia's program which started in 2007 has been running smoothly until now. However, in practice, not a few people are reluctant to use LPG gas because there are frequent incidents of gas leaks that cause explosions and fires that lead to death. Based on these conditions and problems, in this study the author tries to develop a prototype that is able to detect potential gas leaks. The purpose of this prototype is to  notify the user when a gas leak occurs, so that preventive measures such as not breathing in  lights and other electronic devices, not starting a fire, opening doors and windows of the room can be done to anticipate gas inhalation and explosions and fires. The prototype of this gas leak detection system was developed using the prototype development method. This system uses an MQ-2 sensor made from Sn02 to collect data on the condition of gas concentrations in the air. This prototype also uses Arduino as a data processing tool and uses a 16x02 LCD display and  sound module as an actuator that functions to  provide gas leak notifications to users. Based on the results of the implementation, it was found that the developed system was running well with  the  desired  function.  For  future  development,  it  is  recommended  to  use  Internet  of  Things-based notifications,  such  as  notifications  sent  to  the  user's  smartphone  so  that  the  user  knows  that  a  gas leak  is occurring even though the user is not at home..
Keywords: Detection System; Gas Leak; MQ-2 Sensor; Prototype.

## Abstrak
Program konversi gas bertujuan untuk melakukan kampanye penggunaan gas LPG sebagai pengganti minyak tanah sebagai bahan bakar kebutuhan dapur rumah tangga. Program Pemerintah Indonesia yang dimulai sejak tahun 2007 berjalan dengan lancar hingga saat ini. Namun dalam praktiknya, tidak sedikit masyarakat yang enggan untuk menggunakan gas LPG dikarenakan sering terjadi insiden kebocoran gas yang menyebabkan ledakan  dan  kebakaran  yang  berujung  kepada  kematian.  Berdasarkan  kondisi  dan  permasalahan  tersebut, dalam  penelitian  ini  penulis  mencoba  mengembangkan  suatu  prototype  yang  mampu  mendeteksi  potensi kebocoran  gas.  Tujuan  dari  prototype  ini  yaitu  untuk  memberikan  notifikasi  kepada  user  saat  terjadi kebocoran gas, sehingga langkah preventif seperti tidak menghirupkan lampu dan perangkat elektronik lain, tidak memantik api, membuka pintu dan jendela ruangan dapat dilakukan demi mengantisipasi terhirupnya gas dan terjadi ledakan serta kebakaran. Prototype sistem pendeteksi kebocoran gas ini dikembangkan dengan menggunakan  metode  pengembangan  prototype.  Sistem  ini  menggunakan  sensor  MQ-2  berbahan  utama Sn02 untuk mengumpulkan data kondisi konsentrasi gas di udara. Prototype ini juga menggunakan arduino sebagai alat pemroses data serta menggunakan display LCD 16x02 dan modul suara sebagai aktuator yang berfungsi untuk memberikan notofikasi kebocoran gas kepada pengguna. Berdasarkan hasil implementasi, didapatkan  bahwa  sistem  yang  dikembangkan  berjalan  dengan  baik  dengan  fungsi  sesuai  dengan  yang diinginkan. Untuk pengembangan kedepan, disarankan menggunakan notifikasi berbasis Internet of Things, seperti  notifikasi  yang  dikirim  ke  ponsel  cerdas  pengguna  sehingga  pengguna  tau  bahwa  sedang  terjadi kebocoran gas meskipun pengguna tidak berada di tempat.
Kata Kunci: Kebocoran Gas; MQ-2 Sensor; Prototype; Sistem Pendeteksi.

## Imam Muslem R 1)
1) Program Studi Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Almuslim Bireuen e-mail : imamtkj@gmail.com

## 1. Pendahuluan
Program konversi gas merupakan salah satu program Pemerintah Republik Indonesia yang menerapkan penggunaan gas LPG pengganti minyak tanah sebagai bahan bakar kebutuhan masak rumah tangga (Rosita &  Basuki,  2013).  Program  yang  dimulai  sejak  tahun  2007  ini  dilakukan  dengan  beberapa  alasan  dan pertimbangan,  diantaranya  adalah  diversifikasi  pasokan  energi  untuk  membatasi  ketergantungan  terhadap minyak  tanah,  meminimalisir  penyalahgunaan  minyak  tanah  bersubsidi,  efisiensi  anggaran  subsidi  dari pemerintah  kepada  masyarakat  miskin  serta  menyediakan  bahan  bakar  yang  praktis,  efisien  dan  ramah lingkungan kepada masyarakat (Alim, 2020; Ramadhan, Syauqy, & Prasetio, 2017; Sambuardi, Zurkarnain, &  Razali,  2020).  Program  konversi  gas  saat  ini  telah  berjalan  selama  kurang  lebih  14  tahun.  Pada  awal pemberlakukan  kebijakan  ini,  timbul  banyak  kekhawatiran  dari  masyarakat  terkait  dengan  keamanan  dari penggunaan  gas  sebagai  bahan  bakar  rumah  tangga  (Munte  &  Sibarani,  2021).  Masyarakat  merasa  takut menggunakan  gas  dikarenakan  banyak  kejadian  kebocoran  gas  hingga  tabung  LPG  meledak  di  berbagai daerah di Indonesia (Witanto, Hendra, & Puspawan, 2017).
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  penelitian,  kebocoran  gas  terjadi  diakibatkan  oleh  berbagai  faktor diantaranya  adalah  selang  dan  keran  tabung  gas  yang  tidak  tertutup  dengan  baik,  pemasangan  regulator tabung  gas  yang  tidak  tepat,  selang  aliran  gas  yang  rusak  atau  digigit  oleh  tikus,  serta  kondisi  peralatan kompor gas yang tidak standar (Kurnianto & Syifa, 2020; Saptono & Sumbiaganan, 2020; Setiawan, Hanifah, Nugroho,  &  Dermawan,  2017).  Kebocoran  gas  akan  berakibat  sangat  fatal  apabila  tidak  ditangani  dan dicegah dengan baik dan akan berdampak kepada kesehatan apabila terhirup secara langsung oleh manusia (Siregar, 2018; Suzuki, Aji, & Fathan, 2021) hingga menyebabkan kebakaran yang berujung kepada kematian dan kerugian materialistik.
Beberapa  tindakan  dapat  diambil  untuk  mengantisipasi  kebocoran  gas  LPG,  terutama  pada  kasus kebocoran gas rumah tangga. Salah satu diantaranya yaitu dengan membangun sistem pendeteksi kebocoran gas LPG berbasis sensor MQ-2 dan mikrokontroler. Dalam penelitian ini akan dikembangkan suatu prototype sistem yang mampu mendeteksi gas berdasarkan zat dan baunya yang tersebar di udara. Berdasarkan input yang diterima oleh sensor MQ-2, maka data sensing akan diteruskan kepada mikrokontroler untuk diproses sehingga menghasilkan output berupa notifikasi atau alrm yang berbunyi apabila ada gejala kebocoran gas. Dengan adanya sistem ini akan memudahkan user dalam memantau dan mengantisipasi kebocoran gas LPG dikarenakan  sistem  akan  memberikan  warning  apabila  sistem  mendeteksi  potensi  kebocoran  gas. Berdasarkan  notifikasi  yang  diberikan  oleh  sistem,  user  dapat  menjalankan  protokol  keselamatan  untuk menghindari  kebocoran  gas,  diantaranya  seperti  tidak  menghidupkan  lampu  atau  perangkat  elektronik lainnya,  tidak  menyalakan  rokok  dan  memantik  api,  tidak  menggunakan  telepon  selular  di  dalam  rumah, membuka pintu dan jendela sehingga ventilasi ruangan terbuka serta mengganti perangkat saluran gas yang rusak.

## 2. Metode
A. Metode Pengembangan Sistem
Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu mengunakan metode pengembangan prototype  sebagai salah satu metode pengembangan sistem (Purnomo, 2017; Supandi & Sudir, 2019; Syarifudin, 2019). Dalam metode pengembangan prototype, sistem akan dikembangkan berorientasi kepda pengguna. Perbaikan akan terus dilakukan dengan memperhatikan kesesuaian prototype dengan kebutuhan pengguna.  Dalam metode ini  akan  dilakukan  pengembangan  sistem  secara  bertahap.  dalam  tiap  tahapan  tersebut  sistem  akan  diuji fungsi  dan keseuaiannya dengan kebutuhan pengguna.  Apabila ditemukan bug dan ketidaksesuaian, maka akan dilakukan perbaikan. Tahap tersebut akan dilajutkan pada tahap berikutnya dengan menargetkan sistem yang sudah layak digunakan. Adapun gambaran umum dari metode pengembangan prototype adalah sebagai berikut:

## B. Konsep Kerja Sistem
Sistem pendeteksi kebocoran gas bekerja dengan menggunakan sensor sebagai perangkat input yang bertugas untuk membaca kondisi lingkungan. Dalam hal ini, sensor bertugas untuk membaca kondisi udara di sekitar dan mengirimkan data sensor kepada mikrokontroler (arduino) untuk diproses lebih lanjut. Cara kerja sensor MQ-2 sendiri yaitu dengan menggunakan timah dioksida (SnO2) (Chu, Liu, Li, Wang, & Zhang, 2019; Zhang et al., 2019) dengan kadar konduktivitas yang rendah pada kondisi udara bersih (Kim, Mirzaei, Kim, & Kim, 2018;  Zhou,  Xu,  Umar,  Chen,  &  Kumar,  2018).  Sensor  MQ2  yang  berbahan  utama  SnO2  akan  terjadi peningkatan konduktivitas apabila sensor mendeteksi adanya peningkatan konsentrasi gas dalam udara (Zou et al., 2017). Adapun gambaran kerja sensor MQ-2 adalah sebagai berikut:
Gambar 2. Prinsip Kerja dan karakteristik Sensor MQ-2
Data  konsentrasi  kadar  gas  di  udara  yang  dikumpulkan  oleh  sensor  MQ-2  selanjutnya  diteruskan  kepada mikrokontroler  untuk  dapat  diproses  lebih  lanjut.  Data  tersebut  diproses  oleh  mikrokontroler,  dalam penelitian ini menggunakan arduino yang kemudian dijadikan sebagai luaran dalam bentuk notifikasi kepada user bahwa ada kemungkinan kebocoran gas LPG. Secara gambaran, konsep kerja sistem ini dapat  dilihat pada gambar berikut:
Gambar 3. Konsep Kerja Sistem Secara Keseluruhan
Data yang  dikirimkan kepada arduino  diproses dengan menilai tingkat  konsentrasi  gas yang ada di udara. Kemudian  ditentukan  ambang  batas  toleransi  terhadap  kondisi  udara  bersih  dan  udara  yang  terdapat konsentrasi  gas  di  udara.  Sistem  akan  memberikan  notifikasi  yang  dimunculkan  melalui  LCD  16x02  dan notifikasi  berupa alarm suara yang dimunculkan oleh aktuator  modul suara.  Adapun flowchart sistem nya adalah sebagai berikut:
Gambar 4. Flowchart Sistem

## C. Kebutuhan Perangkat Keras
Adapun  perangkat  keras  yang  dibutuhkan  dalam  sistem  prototype  pendeteksi  kebocoran  gas  LPG  adalah sebagai berikut:
a. Arduino Uno
Fungsi  Arduino  Uno  adalah  untuk  mengontrol/melakukan  inputan,  menjalankan  rangkaian  dan mengontrol output
b. Modul Suara
Fungsi Modul Suara adalah modul yang dapat merekam dan memainkan suara yang direkam
c. Sensor Gas/Asap
Fungsi Sensor Gas/Asap adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gas LPG dan Asap
d. Lampu LED
Fungsi  Lampu  LED  adalah  untuk  memberitahukan  kepada  pengguna  keadaan  kadar  gas  dalam ruangan e. Resistor
Fungsi resistor adalah untuk mengendalikan tegangan listrik lampu indikator LED
f. LCD
Fungsi LCD adalah untuk memberi tahukan informasi
g. Breadboard
Fungsi Breadboard adalah sebagai papan penghubung/papan koneksi rangkaian
h. Kabel Jumper Fungsi  Kabel  Jumper  adalah  menghubungkan  alat  rangkaian  atau  sebagai  kabel  koneksi  dalam rangkaian
3. Hasil dan Pembahasan
A. Implementasi Sistem
Setelah  rangkaian  sistem  pengaman  kebocoran  gas  ini  direalisasikan,  maka  dilakukan  pengujian  terhadap beberapa bagian rangkaian dari alat tersebut dengan tujuan mengetahui kinerja alat ini. Titik – titik pengujian dari alat ini meliputi:
a. Titik uji 1: pengujian pada catu daya
b. Titik uji 2: pengujian pada rangkaian sensor gas
c. Titik uji 3: pengujian pada rangkaian mikrokontroler
d. Titik uji 4: pengujian pada module suara
e. Titik uji 5: pengujian pada speaker
B. Rangkaian Awal Sistem
Rangkaian  awal sistem menjelaskan tentang awal kerja sistem pengaman kebocoran gas LPG. Inputan awal kadar  gas  yang  dibaca  oleh  sensor  gas  akan  dilakukan  perbandingan  sebagai  perintah  pengaman  akan dijalankan ataupun masih dalam keadaan masih mati. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
Gambar 5. Rangkaian Awal
C. Diagram Blok Rangkaian Sensor Gas MQ2
Sensor yang digunakan dalam alat ini adalah sensor Sensor MQ2 memiliki materi sensitif yaitu SnO2. Sensor Gas MQ2 memiliki sensitifitas tinggi pada LPG, propan dan hidrogen juga dapat digunakan untuk metana dan gas lainnya.
D. Diagram Blok Rangkaian LCD (Display)
Untuk menampilkan informasi kadar gas LPG dan informasi nilai set point diperlukan media berupa display . LCD yang digunakan adalah LCD dengan tipe dot matrik 16x2. Dalam pengalamatan interface antara LCD dan  mikrokontroller  digunakan  pengalamatan  4 bit.  Perancangan  blok  LCD  yang  digunakan  dalam perancangan alat ini terlihat pada di bawah.
Gambar 7. Blok Diagram Rangkaian LCD (Display)

## 4. Kesimpulan
Dari hasil keseluruhan penelitian sistem pengaman kebocoran gas, penulis menyimpulkan bahwa.
a. Kebakaran karena disebabkan oleh kebocoran gas dapat diminimalisirkan dengan cara mendeteksi kebocoran gas dengan di lengkapi alarm.
b. Dengan adanya alat pendeteksi kebocoran gas diharapkan dapat mengurangi penyebab kebakaran.
c. Sistem secara otomatis mengeluarkan alarm jika terindikasi kebocoran gas.
d. Alat ini dapat ditempatkan pada tempat rawan kebocoran gas seperti tabung gas LPG, saluran pipa gas, dan lain sebagainya.
e. Sistem ini dapat membantu  ibu-ibu rumah tangga yang merasa ketakutan ketika memakai  tabung gas LPG.

## Daftar Pustaka
Alim, F. Y. (2020). Implementasi Kebijakan Konversi Minyak Tanah ke Liquefied Petroleum Gas (LPG) di Kecamatan Poso Pesisir Selatan Kabupaten Poso. Jurnal Ilmiah Administratie, 11 (1), 51-62.
Chu, K., Liu, Y.-p., Li, Y.-b., Wang, J., & Zhang, H. (2019). Electronically coupled SnO2 quantum dots and graphene  for  efficient  nitrogen  reduction  reaction. ACS  applied  materials  &  interfaces,  11 (35), 31806-31815.
Kim, J.-H., Mirzaei, A., Kim, H. W., & Kim, S. S. (2018). Low power-consumption CO gas sensors based on  Au-functionalized SnO2-ZnO core-shell nanowires. Sensors and Actuators B: Chemical, 267 , 597-607.
Kurnianto, D., & Syifa, F. T. (2020). Implementasi Teknologi Internet of Things Pada Sistem Pemantauan Kebocoran  Gas  LPG  dan  Kebakaran  Menggunakan  Database  Pada  Google  Firebase. Elektron: Jurnal Ilmiah, 12 (1), 34-40.
Munte, A., & Sibarani, H. J. (2021). Pengaruh saluran distribusi, keunggulan produk, dan persediaan produk, melalui keputusan pembelian pada PT. Tasya Gasindo Medan. Jurnal Paradigma Ekonomika, 16 (1), 109-122.
Purnomo, D. (2017). Model  Prototyping Pada Pengembangan Sistem Informasi. JIMP-Jurnal Informatika Merdeka Pasuruan, 2 (2).
Ramadhan, L. I., Syauqy, D., & Prasetio, B. H. (2017). Sistem Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Menggunakan Metode  Fuzzy  yang  Diimplementasikan  dengan  Real  Time  Operating  System  (RTOS). Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer e-ISSN, 2548 , 964X.
Rosita, R., & Basuki, R. (2013). Persepsi tingkat kepuasan keluarga di RT 03 RW 07 kelurahan Makasar- Jakarta Timur terhadap program konversi minyak tanah ke liquefied petroleum gas (LPG). Jurnal Ilmiah Widya, 1 (2), 141-152.
Sambuardi,  R.,  Zurkarnain,  D.,  &  Razali,  M.  T.  (2020).  IMPLEMENTASI  PERATURAN  PRESIDEN NOMOR 104 TAHUN 2007 TENTANG PENYEDIAAN DAN PENDISTRIBUSIAN GAS LPG 3KILOGRAM  BAGI  RUMAH  TANGGA  DAN  USAHA  MIKRO  DI  KELURAHAN  SUNGAI LAKAM BARAT KABUPATEN KARIMUN. JURNAL KEMUNTING, 1 (2), 224-250.
Saptono,  M.  P.,  &  Sumbiaganan,  A.  (2020).  LPG  GAS  LEAKAGE  PROTOTYPE  BASED  ON ATMEGA328 AND LCD MICROCONTROLLER AS INFORMATION MEDIA. Electro Luceat, 6 (1), 82-92.
Setiawan, A., Hanifah, D. N., Nugroho, A., & Dermawan, D. (2017). ANALISIS POTENSI DAN DAMPAK KEBOCORAN  GAS  HIDROGEN  PADA  HYDROGEN  PLANT  DI  INDUSTRI  PELUMAS. Journal of Research and Technology, 3 (2), 11-22.
Siregar, R. (2018). Deteksi Kandungan Gas Karbon Monoksida (CO) Hubungan Dengan Kepadatan Lalu- Lintas Di Medan Sunggal, Kota Medan. Jurnal Biosains, 4 (1), 62-68.
Supandi,  F.,  &  Sudir,  M.  (2019). ANALISIS  RESIKO  PADA  PENGEMBANGAN  PERANGKAT  LUNAK YANG MENGGUNAKAN METODE WATERFALL DAN PROTOTYPING. Paper presented at  the Seri Prosiding Seminar Nasional Dinamika Informatika.
Suzuki, S., Aji, S., & Fathan, F. (2021). Deteksi dan Monitoring Gas Beracun Carbon Monoksida (CO) Pada Kabin Kendaraan Tua (Odometer> 300k km) dan Hubungannya Terhadap Kepadatan Kendaraan Dengan Metode Fuzzy. Paper presented at the Prosiding Seminar Hasil Penelitian Semester Ganjil 2020/2021.
Syarifudin,  A.  (2019).  Perancangan  Sistem  Informasi  Pengajuan  dan  Pelaporan  Pembayaran  Tunjangan Kinerja  Kementerian  Keuangan  Menggunakan  Metode  Prototype. Jurnal  Sisfokom  (Sistem Informasi dan Komputer), 8 (2), 149-158.
Witanto, Y., Hendra, H., & Puspawan, A. (2017). PELATIHAN PEMANFAATAN GAS LPG SEBAGAI BAHAN  BAKAR  ALTERNATIF  GENSET  UNTUK  MASYARAKAT  NELAYAN. Dharma Raflesia: Jurnal Ilmiah Pengembangan dan Penerapan IPTEKS, 15 (1).
Zhang,  Y.,  Xu,  W.,  Xu,  X.,  Cai,  J.,  Yang,  W.,  &  Fang,  X.  (2019).  Self-powered  dual-color  UV–green photodetectors based on SnO2 millimeter wire and microwires/CsPbBr3 particle heterojunctions. The journal of physical chemistry letters, 10 (4), 836-841.
Zhou, Q., Xu, L., Umar, A., Chen, W., & Kumar, R. (2018). Pt nanoparticles decorated SnO2 nanoneedles for efficient CO gas sensing applications. Sensors and Actuators B: Chemical, 256 , 656-664.
Zou, Y., Chen, S., Sun, J., Liu, J., Che, Y., Liu, X., . . . Yang, D. (2017). Highly efficient gas sensor using a hollow SnO2 microfiber for triethylamine detection. ACS sensors, 2 (7), 897-902.