RANCANG BANGUN SISTEM ALARM DAN PINTU OTOMATIS DENGAN SENSOR GAS BERBASIS ARDUINO
Fina Supegina 1 , Wahyudi 2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext.2600 Fax: 021-5857733 Email: fina.supegina@mercubuana.ac.id
Abstrak -   Gas   Elpiji   sekarang banyak di pakai di kalangan masyarakat dari ukuran 12 kg sampai dengan ukuran 3 kg, disaat program pemerintah  mengalihkan  dari kompor  minyak  ke kompor  gas banyak   masyarakat   merasa   cemas dan was -  was akan bahaya kompor gas apabila terjadi ke bocoran tabung gas,atau regulator  gas yang  kurang pas dan juga selang gas yang bocor. Dari program pemerintah mengalihkan  kompor  minyak ke kompor  gas  dibutuhkan alat  sistem pengaman yang otomatis yang bisa membuang gas pada saat terjadi kebocoran  di  dalam  ruangan  maka, dibuatlah perancangan dan
pembuatan model sistem alarm dengan  detektor  gas  &  pintu otomatis berbasis  arduino . Dengan menggunakan sensor gas MQ 6 yang di khususkan untuk  mendeteksi gas LPG.
Model  alarm  sistem detektor  gas ini  bekerja secara  otomatis  ini  dapat membuang  gas  dari  dalam keluar ruangan  dengan  memakai  Exhaust fan dan membuka pintu untuk sirkulasi udara  dengan    memakai perangkat arduino     uno  sebagai mikrokontroller
Dari hasil perancangan dan analisa serta pengujian telah berhasil dibuat    seperangkat  sistem  model alarm yang  bekerja  secara  otomatis untuk pengaman dari bahaya kebocoran gas dalam ruangan
Kata  kunci  : sensor  gas  MQ 6, Arduino uno, Driver L298 P, Motor dc, buzzer, dan lampu led indikator

## PENDAHULUAN
Dalam era  modern  saat  ini, cara berpikir  manusia semakin  praktis. Aneka  alat rumah  tangga  diciptakan dengan teknologi tinggi dan serba elektronis. Dimaksudkan untuk mempermudah segala perkerjaan anda.   Salah   satu   produk   tersebut
Vol.4 No.2 Mei 2013
adalah kompor dengan bahan bakar gas LPG. Bahan bakar ini menggantikan sistem pembakaran kompor dengan bahan bakar minyak tanah yang konon dikatakan sudah ketinggalan jaman. Gas Elpiji sekarang banyak di pakai di kalangan masyarakat dari ukuran 12 kg sampai dengan ukuran 3 kg, disaat program pemerintah  mengalihkan  dari kompor  minyak  ke kompor  gas banyak   masyarakat   merasa   cemas dan was -  was  akan bahaya kompor gas apabila terjadi ke bocoran tabung gas,atau regulator  gas yang  kurang pas dan juga selang gas yang bocor. Dari program pemerintah mengalihkan kompor  minyak ke kompor  gas  dibutuhkan alat  sistem pengaman yang otomatis yang bisa membuang  gas pada saat terjadi kebocoran  di  dalam  ruangan  maka, dibuatlah perancangan dan
pembuatan model sistem alarm dengan  detektor  gas  &  pintu otomatis berbasis arduino . Dengan menggunakan sensor gas MQ 6 yang di khususkan untuk  mendeteksi gas LPG.
Pada  awalnya gas elpiji yang bocor sangat  berbahaya.  Untuk  itu di perlukan    suatu    system    pengaman
otomatis untuk mengetahui adanya kebocoran  dari tabung gas dan solusi menghilangkan gas yang berbahaya tersebut keluar ruangan.

## Rumusan Masalah
Bagaiman  membuat suatu alat pengaman  menggunakan  model alarm sistem  detector  gas  yang bekerja secara otomatis sehingga dapat  membuang  gas apabila terjadi kebocoran gas  diruangan  dengan perangkat Arduino Uno sebagai mikrokontroler.

## Tujuan Penelitian
Tujuan  dari penelitian ini  adalah untuk  membuat  suatu alat  pengaman model   alarm   sistem   detektor   gas yang  bekerja  secara  otomatis sehingga     dapat  membuang gas apabila terjadi kebocoran gas diruangan dengan perangkat Arduino uno sebagai mikrokontroller.

## LANDASAN TEORI
LPG (liquefied Petroleum Gas)
LPG adalah bahan bakar gas cair yang tidak berwarna dan berbau. Tanpa hembusan angin. LPG akan menghambur secara perlahan dalam udara. Agar kebocoran gas dapat terdeteksi, Pertamina telah memberikan  zat  khusus  dalam  gas
LPG  yang  disebut Mercaptane. LPG
(liquefied    petroleum    gas) yang berarti “gas  minyak bumi yang dicairkan”
Sifat khas LPG
Gas   LPG   bersifat Flammable (mudah     terbakar).     Dalam     batas Flammabality, LPG  adalah  sumber api   yang   terbuka,   sehingga   letup (percikan  api)  yang  sekecil  apapun dapat segera menyambar gas LPG.

## Arduino Uno
Pada  Arduino terdapat  dua  buah jenis  pin,  yaitu  analog  dan  digital. Pin  digital  memiliki  dua  buah  nilai yang dapat ditulis kepadanya yaitu High(1) dan  Low(0).  Logika  high maksudnya  ialah  5  Volt  dikirim  ke pin  baik  itu oleh mikrokontroler  atau dari  komponen. Low  berarti  pin tersebut  bertegangan 0 Volt.  Dari logika  ini, dapat  membayangkan perumpamaan:  start/stop, siap/tidak siap, on/off,
Gambar 2.1 Board Arduino Uno R3

## Daya (Power)
Arduino UNO  dapat  disuplai melalui koneksi USB  atau dengan sebuah power suplai eksternal. Sumber  daya  dipilih secara  otomatis. Suplai eksternal(non-USB) dapat diperoleh  dari  sebuah adaptor  AC  ke DC  atau  battery.  Adaptor  dapat dihubungkan dengan  mencolokkan sebuah center-positive plug yang panjangnya  2,1  mm  ke  power  jack dari    board.Board    Arduino    UNO dapat  beroperasi  pada sebuah suplai eksternal 6 sampai 20 Volt
Sensor Gas MQ-6
Sensor   MQ   6   adalah   sensor untuk  mendeteksi  gas  LPG ( liquefied Petroleum Gas), dengan jenis kandungan gas propane,   butane dan LNG  ( liquefied  Natural  Gas ) yang bahan  utama  adalah  gas  metane (CH4). Sensor  ini  dapat  mendeteksi gas  pada  konsentrasi  di  udara  antara 200  sampai  1000ppm. Sensor  ini memiliki sensitivitas  yang tinggi dan waktu  respon yang  cepat.  Output sensor adalah resistansi analog.
Sirkuit dari sensor ini sangat sederhana,  yang   diperlukan    sensor ini adalah memberi tegangan dengan 5V,    menambahkan resistansi beban, dan menghubungkan output ke ADC.
Gambar 2.2 Sensor gas MQ 6
Driver Motor (Motor shield L289 ) Modul   yang   menggunakan   IC driver       L298       yang       memiliki kemampuan    menggerakkan    motor DC  sampai  arus  4A  dan  tegangan maksimum  35  Volt  DC  untuk  satu kanalnya
Pin Enable A  dan  B  untuk mengendalikan  jalan atau kecepatan motor,  pin  Input  1 sampai  4  untuk mengendalikan  arah putaran. Pin Enable  diberi  VCC  5 Volt  untuk kecepatan penuh dan PWM ( Pulse Width  Modulation ) untuk  kecepatan rotasi yang bervariasi tergantung dari level highnya.
Gambar 2.3 driver L298P

## Motor DC
Motor DC berfungsi  untuk mengubah  tenaga  listrik  arus  searah menjadi  tenaga  gerak.Tenaga  gerak
tersebut  berupa putaran dari rotor. Jadi  motor  DC  menerima  sumber arus  DC  dari    jala-jala    dirubah menjadi energi mekanik berupa putaran  yang nantinya akan  dipakai oleh peralatan lain.

## Prinsip kerja motor DC
Adanya garis-garis  gaya  medan magnet  (fluks) antara  kutub  yang berada pada stator. Penghantar yang dialiri  arus ditempatkan pada jangkar yang  berda  dalam medan  magnet. Pada  penghantar timbul  gaya  yang menghasilkan torsi
Limit Switch
Limit  switch  merupakan  jenis saklar  yang dilengkapi  dengan katup yang  berfungsi  menggantikan tombol.  Prinsip  kerja limit  switch sama  seperti  saklar  Push  ON  yaitu hanya  akan  menghubung  pada  saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan  akan  memutus  saat saat katup tidak ditekan.
Gambar   2.4 Simbol   dan   bentuk Limit Switch

## PERANCANGAN DAN PEMBUATAN MODEL SISTEM ALARM DETEKTOR GAS
Blok Diagram Rangkaian
Dalam sistem perancangan diagram blok  yang  perlu  di  pahami adalah  acara  kerja   dari  sistem  yang akan kita buat. Sensor    akan bekerja saat  mendeteksi  adanya  kebocoran gas dengan  mengirimkan sinyal ke mikrokontroller arduino untuk mengaktifkan alarm,  lampu led, dan Exhaust  fan  secara  otomatis   untuk menghilangkan  atau  mengeluarkan gas dari ruangan.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Rangkaian sensor gas MQ-6

## Prosedur Kerja Alat
Pada gambar menunjukan diagram  alir  system  kerja perancangan  model  alarm system detektor  gas  otomatis  berbasis arduino uno dan Exhaust fan dengan menggunakan sensor MQ 6 dengan menggunakan     LED     dan     buzzer
sebagai      indikator      alarm      jika terdeteksi suatu kebocoran gas.
Gambar3.2 FlowChart  perancangan model alarm sistem detektor gas Sensor Gas MQ-6
Pada  sensor  MQ-6 khusus untuk mendeteksi   gas   sebagai   berikut   : LPG,  iso  butana,  propana dan  LNG. Pada  percobaan  ini  dapat dideteksi
keberadaan gas LPG dengan
menggunakan korek gas.
Gambar 3.3 Schematic Interface sensor MQ-6 dengan arduino Rangkaian Power Supply
Power supply digunakan sebagai catu daya dan merupakan bagian
yang sangat penting, karena tanpa adanya catu daya maka rangkaian elektronik tidak akan bekerja. Rangkaian catu daya digunakan sebagai supply tegangan searah untuk rangkaian yang akan dirancang.
Gambar   3.4 Rangkaian   Power
Supply

## Rangkaian Driver Motor DC
Driver ini berfungsi untuk memutar  motor  dc searah/berlawanan  arah dengan arah jarum   jam.   Mikrokontroler   tidak
dapat langsung mengendalikan
putaran motor dc, karena itu dibutuhkan driver  sebagai perantara antara  mikrokontroler dan motor dc, sehingga  perputaran dari motor dc dapat dikendalikan oleh mikrokontroler.
U1
Gambar    3.5 Diagram    rangkaian motor dc dengan arduino Rangkaian keseluruhan
Pada bagian ini adalah menggabukan rangkaian keseluruhan komponen  menjadi  satu. Semua rangkaian digabukan kepada  pin input-output  modul  arduino yang sudah disesuaikan terhadap program yang telah di buat
Gambar 3.6 Rangkaian keseluruhan sistem sensor gas MQ 6

## PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN

## Hasil perancangan
Setelah perancangan  alat  selesai, selanjutnya yang perlu dilakukan adalah   pengujian   dan   analisa   alat
2       PD0/RXD/PCINT16 3 PD1/TXD/PCINT17 4 PD2/INT0/PCINT18 5 PD3/INT1/OC2B/PCINT19 6 PD4/T0/XCK/PCINT20 11 PD5/T1/OC0B/PCINT21 PB0/ICP1/CLKO/PCINT0       14 PB1/OC1A/PCINT1 15 PB2/SS/OC1B/PCINT2 16 PB3/MOSI/OC2A/PCINT3 17 PB4/MISO/PCINT4 18 PB5/SCK/PCINT5 19
yang bertujuan untuk melihat tingkat
12       PD6/AIN0/OC0A/PCINT22    PB6/TOSC1/XTAL1/PCINT6       9 13 PD7/AIN1/PCINT23 21       AREF
20       AVCC
ATMEGA328P PB7/TOSC2/XTAL2/PCINT7 10 PC0/ADC0/PCINT8       23 PC1/ADC1/PCINT9 24 PC2/ADC2/PCINT10 25 PC3/ADC3/PCINT11 26 PC4/ADC4/SDA/PCINT12 27 PC5/ADC5/SCL/PCINT13 28 PC6/RESET/PCINT14 1 12 v olt     5 volt keberhasilan  dalam perancangan  alat Pengujian     alat     dilakukan     untuk mengambil          data-data          hasil
5       IN1 7 IN2 10 IN3 12 IN4 6 ENA 11       ENB 9 VCC 4 U2 VS OUT1 2 OUT2 3 OUT3 13
perancangan
1       SENSA 15       SENSB GND 8 OUT4 14 L298
Gambar 4.1 Perancangan alarm sistem detektor gas pintu otomatis Pengujian sensor gas MQ 6 pengujian sensor gas ini menggunakan  korek  gas  yang ditekan  dan  didekatkan  dengan sensor,   untuk  pengujian  sensor  gas ini dilakukan dengan  mengukur tegangan sensor melalui kabel multitester yang  terhubung  positif dengan kabel analog output sensor yang berwarna biru, sedangkan kabel multitester negatif terhubung dengan kabel sensor ground berwarna hitam. Input  tegangan  sensor  mendapatkan dari  board arduino  sebesar  5  volt dengan warna kabel merah. Sensor bekerja mendeteksi ada gas mengeluarkan  tegangan  melalui kabel analog sensor yang terhubung dengan multitester sebesar 4,22 volt
Gambar 4.2 pengujian sensor pada saat ada gas
pengujian  sensor  pada saat  gas berkurang  sensor  masih mengeluarkan tegangan yang ditampilkan  pada  multitester  sebesar 1,09 volt dan kipas masih berputar mengeluarkan gas yang tersisah didalami ruangan
Gambar 4.3 pengujian sensor pada saat gas berkurang
Pada saat sensor tidak mendeteksi gas tegangan yang terukur pada multitester sebesar 0,64 volt dan kipas berhenti berputar serta pintu tertutup
Gambar 4.4 pengujian sensor pada saat tidak ada gas Pengujian   Driver   Motor   (Motor Shield L298) dan Motor DC
Pengujian rangkaian Driver Motor Shield L298 dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian dapat berfungsi dengan baik atau tidak. Pengujian Driver Motor Shield menggunakan satu buah motor dc sebagai objek yang akan diatur oleh komponen L298. Arduino Uno ATMega328 digunakan untuk memberikan kondisi tertentu (high atau low) pada kaki input L298 sehingga motor kanan dan kiri bisa bergerak
Gambar 4.5 pengujian motor dc pada saat pintu terbuka
Gambar di atas  menjelaskan pada  saat sensor  mendeteksi  gas motor  dc  mendapatkan  tegangan  dari driver L298P       yang terukur dimultitester sebesar  6,86  volt  untuk membuka  pintu,   berfungsi sebagai sirkulasi  udara  dari  dalam ke  luar ruangan  dan  dibantu   menggunakan kipas yang berputar   pada saat terjadi kebocoran gas
Gambar  4.6 pengujian  motor  dc pada saat pintu tertutup
Dari gambar di atas menjelaskan bawah pada saat motor dc  membuka pintu (motor berputar maju) mempunyai   nilai   tegangan   sebesar 6,86 Volt pada  saat  mendeteksi adanya  gas.  Sebaliknya  pada saat motor dc pintu  tertutup  mempunyai nilai  tegangan  -5,65, ini  dikarenakan perubahan polaritas dari positif menjadi negatif pada saat motor dc bergerak  mundur  dan  menandakan bahwa    sudah    tidak  ada  gas diruangan.
Pengujian Power Supply
pengujian power supply untuk arduino  12  Volt   dengan  trafo   arus sebesar 500mA, ini disesuai dengan kemampuan  arus  yang ada  di  board arduino. Pengujian power supply ini bertujuan  untuk   memberikan tegangan dan  arus  yang  dapat digunakan oleh board arduino.
Gambar 4.7 pengujian power supply 12Volt 500Ma
Pengujian power supply untuk driver L298P membutuhkan tegangan dan arus yang cukup untuk menggerakan motor dc pada saat berputar membuka dan menutup pintu pada saaat sensor mendeteksi gas,
Gambar  4.8 pengujian power supply 12 Volt 1000mA

## KESIMPULAN
Setelah melakukan perancangan pembuatan   dan   pengujian   sistem, maka  dapat  disimpulkan  hal  sebagai berikut.
1. Alat       ini       memberikan informasi  kebocoran  gas LPG dengan    membunyikan alarm, menyalakan lampu led serta
membuka pintu secara
otomatis 2. alat ini  mempunyai  sistem
pengaman otomatis sehingga bila  terjadi kebocoran  gas  fan akan membuang   gas   yang ada di ruangan

## SARAN
Berdasarkan hasil  penelitian yang  telah diperoleh  disadari  bahwa sistem
deteksi  kebocoran  gas  LPG  yang telah dibuat memiliki beberapa kekurangan.
Untuk lebih baik perancangan model  alarm sistem  detektor  gas otomatis  ini    harus    memiliki  data nilai   batas   konsentrasi   kandungan gas yang amam untuk orang

## DAFTAR PUSTAKA
[1]Budiharto,        Widodo.        2005.
Perancangan  Sistem  dan  Aplikasi
Mikrokontroler. Jakarta    :    PT.
Alex Media Komputindo.
[2]Kadir,  Abdul. 2013. Panduan Praktis Mempelajari     Aplikasi Mikrokontroller dan Pemrograman Arduino. Yogyakarta : Andi.
[3] Donny,                   Rachmat Wijaya.2013 Perancangan Universal Gas           Sensor
Menggunakan  Analog    Detector Gas  MQ-2  Dan  Arduino  Uno  R3 Di Tampilkan Pada LCD 16X2.
[4]Jakarta     :     Universitas     Mercu Buana.
[5]http://arduino.cc/enTutorial/PWM .[13 Desember 2013].
[6]http://playground.arduino.cc/Main /DCMotorControl.[21Desember].
[7]http://playground.arduino.cc/Main
/MQGasSensors#Introduction