## Rancang Bangun Alat Proteksi Listrik Rumah Terhadap Kebocoran Gas LPG Berbasis Arduino
Muhammad Ziaul Khaq Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan Jl. Veteran No.53 A Lamongan, Indonesia muhammadziaulkhaq2206@gmail.com

## Arief Budi Laksono
Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Islam Lamongan Jl. Veteran No.53 A Lamongan, Indonesia ariefbudila@gmail.com

## Ulul Ilmi
Prodi Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Islam Lamongan Jl. Veteran No.53 A
Lamongan, Indonesia ululilmi@yahoo.co.id
Abstrak  -  Gas  LPG  sangat  penting  bagi  kebutuhan manusia, Selain digunakan untuk keperluan dapur, LPG juga bisa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor atau yang biasa disebut BBG(Bahan Bakar Gas). Bahkan  menurut CNN  Indonesia,  pada  tahun  2015  saja  Pertamina  melakukan impor  4,2  metrik  ton  LPG.  Hal  ini  terkait  dengan  konsumsi masyarakat Indonesia terhadap penggunaan gas LPG. Namun dari banyak kelebihan yang bisa didapatkan dari pemanfaatan LPG,  ada  juga  beberapa  faktor  berbahaya  yang  perlu diperhatikan.  Seperti  proses  pemasangan  tabung  LPG  yang kurang  tepat,  dan  banyak  faktor  lain  yang  dapat menyebabkan  terjadinya  kebocoran  gas  yang  nantinya  dapat memicu  kebakaran.  Untuk  itulah  diperlukan  alat  yang  dapat mendeteksi  kebocoran  gas  dan  memberikan  proteksi  listrik terhadap  tempat  yang  terjadi  kebocoran  gas,  serta  notifikasi yang cepat supaya bisa dilakukan penanggulangan dini.
Berdasarkan  masalah  tersebut,  penelitian  ini  melakukan berbagai  pengujian  untuk  menciptakan  rancang  bangun  agar dapat  bermanfaat  untuk  mengantisipasi  terjadinya  ledakan yang  diakibatkan  oleh  bocornya  gas  LPG.  Metode  yang digunakan  meliputi  perancangan  elektrik  dan  sistematis. Tahapan  yang  dilakukan  meliputi  tahapan  studi  pustaka kemudian  perancangan,  pembuatan  hardware  dan  software mengintegrasikan  sistem  dan  pengujian  serta  analisa  sistem. Mempertimbangkan teori-teori tersebut dan dapat mengetahui pemograman  mikrokontroller arduino  uno ,  sensor  mq  2, buzzer,  LED,  modul  ESP  8266/  ESP-01, fan  exhaust ,  relay, power supply, serta aplikasi smartphone Blink .
Pada  penelitian  ini  menggunakan  beberapa  pengujian, diantaranya  pengujian  mikrokontroller arduino  uno ,  sensor mq  2,  buzzer,  LED,  modul  ESP  8266/  ESP-01, fan  exhaust , relay,  power  supply,  serta  aplikasi smartphone  Blink . mikrokontroller arduino  uno sebagai  otak  utama  penyimpan program. fan exhaust penyetabil kandungan udara. sensor mq 2 sebagai pendeteksi gas. buzzer, LED, modul ESP 8266/ ESP- 01  dan  aplikasi smartphone  Blink sebagai  output  pemberi notifikasi  serta  pertanda  terjadinya  kebocoran  gas,  dan  relay sebagai  eksekutor  pemutus  aliran  listrik  dalam  rumah  jika terjadi  kebocoran  gas  LPG  dalam  rumah  dengan  kadar kebocoran  gas  diatas  10ppm  maka  rancang  bangun  ini  akan bekerja sesuai yang di jabarkan diatas.
Kata  Kunci—  Gas  LPG,  sensor  mq  2,  Arduino  uno,  Poteksi listrik dan Notifikasi

## I. P ENDAHULUAN
Gas LPG sangat penting bagi kebutuhan manusia, Selain digunakan untuk keperluan dapur, LPG juga bisa digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor atau yang  biasa  disebut  BBG  (Bahan  Bakar  Gas).  Bahkan menurut  CNN  Indonesia,  pada  tahun  2015  saja Pertamina melakukan impor 4,2 metrik ton LPG. Hal ini
terkait dengan konsumsi masyarakat Indonesia terhadap penggunaan  gas  LPG.  Namun  dari  banyak  kelebihan yang  bisa  didapatkan  dari  pemanfaatan  LPG,  ada  juga beberapa  faktor  berbahaya  yang  perlu  diperhatikan. Seperti  proses  pemasangan  tabung  LPG  yang  kurang tepat,  dan  banyak  faktor  lain  yang  dapat  menyebabkan terjadinya  kebocoran  gas  yang  nantinya  dapat  memicu kebakaran.  Untuk  itulah  diperlukan  alat  yang  dapat mendeteksi  kebocoran  gas  dan  memberikan  proteksi listrik terhadap tempat yang terjadi kebocoran gas, serta notifikasi yang cepat supaya bisa dilakukan penanggulangan dini.
Berdasarkan  permasalahan  di  atas,  maka  penulis ingin  merancang  suatu  alat  yang  dapat  memproteksi listrik serta pemberi notivikasi (tanda-tanda) yang sangat cepat  jika  terjadi  kebocoran  tabung  gas  LPG  serta memberi  notifikasi  lewat  aplikasi blnyk  pop-up yang terinstal.  Penelitian  bertujuan  merancang  alat  bangun proteksi  listrik  dengan  dilengkapi  sistem  alarm  dan pembuang  gas  dalam  ruangan,  serta  dapat  mengirim notifikasi ke handphone android berbasis IoT ( internet of things) jika  terjadi  kebocoran  gas  LPG.  Hal  tersebut bertujuan agar mengantisipasi terjadinya kebakaran atau bahkan ledakan yang terjadi akibat suatu ruangan penuh dengan  gas  kemudian  adanya  suatu  percikan  listrik sehinga  memicu  terjadinya  suatu  hal  yang  tidak diinginkan. Oleh sebab itu peneliti ingin mengantisipasi terjadinya percikan listrik tersebut dengan cara memberi proteksi listrik pada sumber utama listrik rumah, yaitu di bagian  MCB  sekering  rumah.  Sehingga  berimbas  pada putusnya  seluruh  aliran  listrik  dalam  rumah  ketika terjadi kebocoran gas, kemudian disusul dengan adanya alarm dan kipas pembuang gas dalam ruangan ( dapur ) yang  menyala  dan  mengirim  notifikasi  lewat  aplikasi telegram  ke  penghuni  rumah,  ketika  kadar  gas  sudah habis  dalam  ruangan  tersebut,  listrik  rumah  kembali teraliri  arus  listrik  disusul  dengan  matinya  kipas pembuang dan alarm yang menyala tadi.

## II. B AHASA D AN METODE
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  adalah perancangan elektrik, sistematis, agar diperoleh data dan informasi  yang  akurat.  Dalam  perancangan  ini  dimulai dari  pengumpulan  data,  pembuatan  perancangan, pembuatan alat, pengujian, dan menyimpulkan hasil dari sistem. Berikut ini merupakan diagram blok dari sistem proteksi  listrik  rumah  terhadap  kebocoran  gas  LPG berbasis arduino , serta memberikan notifikasi ke pemiik
rumah  jika  telah  terjadi  kebocoran  gas  LPG  dengan sistem IoT melalui aplikasi Blink.
Gambar 1. Blok Diagram Perencanaan Alat 1. Tahap Studi Pustaka.
Studi  pustaka  ini  diambil  dari  beberapa  jurnal dan  juga  buku  –  buku  referensi  yang  digunakan sebagai  dasar  untuk  mengolah  data  yang  ada.Studi pustaka  pada  tugas  akhir  ini  meliputi  hal  –  hal sebagai berikut:
a. Studi  system  operasi  mikrokontroller  arduino dan internet of things (IOT).
b. Studi karakteristik sensor MQ-2.
c. Studi gas LPG dan Studi sistem proteksi listrik rumah
2. Tahap perancangan dan pembuatan hardware
Perancangan alat proteksi listrik rumah terhadap kebocoran gas  LPG berbasis  arduino pendeteksi  gas karbon  monoksida  sebagai  pengaman  di  dalam ruangan disesuaikan dengan fungsi dari komponen – komponen yang akan digunakan sehingga siap untuk direalisasikan.
3. Tahap perancangan dan pembuatan software Pengujian  perangkat  penyusun  system  yang sudah dirancang, yaitu perangkat keras dan perangkat lunak  sebelum  diintegrasikan  menjadi  system keseluruhan.
4. Tahap integrasi sistem
Mengintegrasikan  antara Hardware dan Software yang  telah  disusun  menjadi  sistem  keseluruhan  untuk menjalankan sistem tersebut berjalan dengan baik.
5. Tahap pengujian dan analisa sistem
Menguji  sistem  yang  telah  terintegrasi  secara menyeluruh  untuk  selanjutnya  dilakukan  analisa  sesuai dengan fungsinya.
Flowchart  system  kerja  perancangan  perangkat lunak seperti terlihat pada gambar.
Gambar 2. Flowchart Pembacaan Sensor

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Hasil pengujian sensor MQ 2
Pengujian sensor MQ2 dilakukan untuk mendeteksi gas  –  gas  berbahaya,  terutama  gas  LPG.  Pengujian sensor  ini  menggunakan  gas  LPG,  gas  butana,  gas bensol.  yang  sebelumnya  sensor  MQ2  telah dimasukkan  program  melalui board arduino  dan programnya telah disimpan kedalam IC mikrokontroller  Arduino  Uno.  Untuk  mendapatkan hasil yang baik dan maksimal.
T ABEL I. Pembacaan sensor MQ 2
b. Hasil pengujian arduino uno
Untuk  mendapat  hasil  yang  baik  dalam pengujian, maka proses pengujian mikrokontroller dapat dihubungkankan dengan tegangan yang memiliki nilai 9 volt. Apabila mikrokontroller menyala, maka mikrokontroller dalam kondisi baik dan bisa digunakan.
Gambar 4. pengujian Arduino uno R3
c. Hasil Pengujian LED dan Buzzer untuk Notifikasi pengujian LED dan Buzzer dihubungkan pada pin –  pin  mikrokontroller  atau  diberi  tegangan  sebesar  5 volt. Apabila LED dan Buzzer menyala, maka LED dan Buzzer berfungsi dengan baik dan siap untuk digunakan.
Gambar 5. pengujian LED dan Buzzer
d. Hasil Pengujian exhaust fan
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  baik  dalam pengujian,  maka  proses  pengujian  dilakukan  dengan menghubungkan  pada  pin-pin  NO/NC  dan  COM relay yang sudah terkoneksi dengan arduino.
T ABEL II. Pengujian Exhaust Fan
Dari tabel pengujian diatas, menunjukkan bahwa apabila exhaust  fan diberi  tegangan  sebesar  220  volt, maka  status exhaust  fan akan on /menyala.  Sedangkan apabila exhaust  fan tidak  diberi  tegangan,  maka  status exhaust fan akan off / mati. Hal itu menandakan bahwa exhaust fan berfungsi dengan baik.
e. Hasil pengujian relay proteksi Untuk  mendapatkan  hasil  yang  baik,  pengujian relay diberi  sumber  tegangan  sebesar  5  volt  sebagai pemicu dari coil relay .
T ABEL III. Hasil Pengujian Relay
Dari  hasil  pengujian  diatas,  ketika relay belum mendapat  tegangan  dari  mikrokontroller  keadaan relay dalam kondisi normally open (NO) dan ketika mendapat tegangan  5v  keadaan relay berubah  menjadi normally close (NO).
f. Hasil pengujian modul esp 8266-01
Pengujian    Modul  8266  /  ESP-01  dilakukan dengan menghubungkan pin TX, RX, vcc, dan gnd dari modul  esp  ke  Ardino,  dilanjut  dengan  memasukakan program  ke  arduino  agar  arduino  dapat  mengakses modul  wifi  ini.  Jika  sudah  selesai  maka  dilakukan pengetesan  alat  secara  keseluran,  jika  berhasil  maka akan  mendapat  notifikasi  pada  handphone  android melalui aplikasi Blynk.
Jika  berhasil  terkoneksi  maka  led  indikator  yang berada  pada  modul  akan  berkedip  secara  berlahan berbeda  ketika  proses  scaning  jaringan  dan  proses pengkoneksian  yang  berkedip  dengan  cepat.  Proses perancangan dapat dilihat pada gambar.
Gambar 6. Pengujian modul esp8266-01

## g. Pengujian keseluruhan

## Gambar 7. Skema pengujian keseluruhan
Tahap  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  kinerja rangkaian  keseluruhan  yang  meliputi  pengujian  relay proteksi,  sensor  MQ2,  pengujian buzzer ,  pengujian exhaust  fan ,  modul  IOTdan  pengujian  LED.  Proses pengujian  dilakukan  dengan  memasukkan  gas  LPG  ke dalam  suatu  ruangan.  Apabila  kadar  gas  LPG  yang terdeteksi  melebihi  ambang  batas,  maka  sistem  akan berkerja  dengan  memproteksi  listrik  rumah,  mengirim notifikasi  berbasis  IOT,  menyalakan  LED  merah, buzzer dan exhaust  fan akan  menyala.  Hasil  pengujian dapat dilihat dalam tabel sebagai berikut.
T ABEL IV. Pengujian Rangkaian Keseluruhan
Dari  tabel  pengujian  rangkaian  alat  secara keseluruhan, apabila nilai kadar gas LPG dalam kondisi normal,  maka  LED  akan  menyala  berwarna  hijau  dan respon  dari  relay  proteksi,  notifikasi IoT,  buzzer serta exhaust  fan akan  mati.  Apabila  nilai  kadar  gas  LPG mencapai  10  ppm,  maka  listrik  rumah  akan  terproteksi, modul  IOT  mengirim  notifikasi,  LED  akan  menyala berwarna  merah, buzzer akan  menyala  dan  exhaust  fan akan menyala.

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan  yang didapat pada penelitian ini dapat disimpulkan :
1. Telah membuat proteksi listrik terhadap kebocoran gas  LPG  untuk  antisipasi  pengaman  terhadap ledakan rumah yang diakibatkan oleh bocornya gas LPG  berbasis  arduino  dengan  dilengkapi  fitur IoT yang  memungkinkan  pengontrolan dari  jarak jauh. Dengan  menggunakan  sensor  MQ2  sebagai
detektor gas LPG yang mengacu pada nilai ambang batas 10 ppm.
2. Agar  a rduino  dapat  melakukan  perintah  proteksi listrik  rumah,  menyalakan buzzer peringatan  dan menyalakan  kipas  pembuang  serta  mengirim notivikasi  ke handphone dengan  sistem IoT ( internet of things ) saat terjadi kebocoran gas LPG, maka  arduino  harus  dilakukan    pemerograman dengan pembacaan input berupa sensor MQ 2, dan output berupa buzzer, LED, modul ESP 8266/ ESP- 01, fan exhaust dan relay.
3. Agar  arduino  dapat  mengirim  notifikasi  ke handphone android  menggunakan  sistem  IOT ( internet  of  things )  dengan  sistem  aplikasi Blynk jika  terjadi  kebocoran  gas,  maka  arduino  harus menerima input dari sensor MQ 2 dengan minimal pembacaan sebesar 10ppm. Jika pembacaan sensor MQ  2  lebih  dari  10ppm  maka  arduino  akan memerintahkan relay memutus  jaringan  listrik rumah, modul  ESP  8266/  ESP-01  mengirim notifikasi  ke  smartphone  penguna  yang  telah terinstal  aplikasi blink ,  menyalakan  LED  merah dan buzzer serta menyalakan exhaust  fan untuk menetralisir  kadar  gas  dalam  ruangan.  Jika  kadar gas  dibawa  10  ppm  maka  semua  output  dari arduino  uno  tersebut  akan off terkecuali  led  hijau yang menyala sebagai indikator.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Agustinus, Leonard, Fatma Agus Setyaningsih dan Tedy Rismawan. 2015. “ Rancang Bangun Prototype Pendeteksi Kadar CO Sebagai Informasi  Kualitas  Udara  Berbasis  Mikrokontroller ”.  Fakultas MIPA, UniversitasTanjungpura. Pontianak.
[2] Asbi, Zulfahmi. 2010. “ Pengontrolan Ketinggian Permukaan Air Berbasis  Mikrokontroller  8535 ” Skripsi ,  Program  Studi  Teknik Elektro  Fakultas  Sains  dan  Teknologi  Universitas  Islam  Negeri Sultan Syarif Kasim Riau, Pekanbaru
[3] 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.
[4] Aminah,  Nur.  2016.  “Rancang  Bangun  Rangkaian  Elektronik Sebagai  Alat  Proteksi  Otomatis  Pada  Instalasi  Listrik  Rumah Tinggal”. Teknik Elektronika PNUP.
[5] Fardiaz.  1992 .  “ Polusi  Air  danUdara ”. Penerbit  Kanisius, Yogyakarta.
[6] Haryanti,  Munnik,  Muhammad  Saleh.  2017.  “ Rancang  Bangun Sistem  Keamanan  Rumah  Menggunakan  Relay ”  Program  Studi Teknik Elektro Universitas Suryadarma, Jakarta
[7] Hakim, Ismail. 2017. “ Alat Ukur Konsentrasi Karbon Monoksida (CO) Pada Ruangan BerbasisATMega 8535 dengan Sensor MQ- 7 dan Indikator Buzzer ”. Tugas Akhir , Fakultas Matematikada Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara. Medan.
[8] Koesegeren, Viktor V. 2013. “Perancangan AlatUkur Kadar Karbon Monoksida  (CO),  Karbon  Dioksida  (CO 2 )  dan  HidroKarbon  (HC) Pada  Gas  Buang  Kendaraan  Bermotor”.  FakultasTeknik  UNSRAT. Manado.
[9] Kurniawan,Moh.  Andre.  2019.  “Rancang  Bangun  Alat  Pendeteksi Karbon  Monoksida  Sebagai  Pengaman  Dalaam  Mobil  Berbasis Mikrokontroller”.  Skripsi    Fakultas  Teknik,  JurusanTeknikElektro, Unifersitas islam Lamongan.
[10] Liangdo,  Yohanesdan  Antonius  Wibowo.  2008.  “ Sistem Monitoring danPengontrol Kadar Gas KarbonMonoksida (CO) DalamRuangan ”. FakultasTeknik, JurusanTeknikElektro, UniversitasKatolikWidya Mandala. Surabaya.
[11] Listiono,Mery  Hadi.  2019.  “Rancang  bangun  Aalat  Pendeteksi Karbon  Monoksida  Untuk  pengaman  Sirkulasi  Udara  Diruangan
[12] Berbasis Mikrokontroller”. Skripsi
FakultasTeknik,
JurusanTeknikElektro, Unifersitas islam Lamongan.
[13] Lowongan,  Tander  Risard,  Pratolo  Rahardjo  dan  Yoga  Divayana. 2015. “Detektor  LPG  Menggunakan  Sensor  MQ2  Berbasis Mikrikontroller ATMega328” Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Udayana.
[14] Meliyanto,  Nindi  dan  Bambang  Eka,  2014.  “Pengendali  Kipas Sirkulasi  Udara  Melalui  Deteksi  Suhu  Udara  dan  Kadar  Karbon Dioksida Berlebih” Universitas Surakarta
[15] Nebath,  Evert,  David  Pang,  ST.,  MT  danJanny  O.  Wuwung,  ST., MT. 2014. “ Rancang Bangun Alat Pengukur Gas Berbahaya CO dan  CO 2 di  Lingkungan  Industri ”.  Fakultas  Teknik  Jurusan Teknik Elektro UNSRAT. Manado.
[16] Pratama Dimas. “Sistem Kontrol Level Air Tandon PDAM Berbasis AndroidVia  Wifi  Menggunakan  Sensor  Ultrasonik  Di  PDAM Lamongan”.  Skripsi    FakultasTeknik,  JurusanTeknikElektro, Unifersitas islam Lamongan.
[17] R.F.  Talumewo,  2012.  “Rancang  Bangun  Alat  Pengkondisi  Udara Pada  Ruangan  Menggunakan  Sensor  Co  Dan  Temperatur”, TugasAkhir , FATEK UNSRAT, Manado
[18] Rafiuddin  Syam,  PhD.  2013  “ Dasar  –  Dasar  Teknik  Sensor ”. Makassar. Ebook
[19] Rahman,  M.S.  2007.  “ Buck  Converter  Design  Issues” .  Swedia: Linkoping Institute of Technology.
[20] Santoso,  Hari.  2015, Panduan  Praktis  Arduino  Untuk  Pemula . Trenggalek.     E-book
[21] Setiani, Astrid. 2015. “ RancangBangun Power Supply untuk Mesin Electrical Discharge Machining ”. Skripsi , Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
[22] Triana,  Anggi  Novi.  2018.  “ Prototype Alat  Penurun  Nilai
Konsentrasi Gas Karbon MonoksidaPada Ruang Merokok Berbasis Auino Nano Dengan Metode Lucutan Korona”. Proyek Akhir , FakultasTeknik Universitas Negeri Yogyakarta