## Rancang Bangun Pengatur Suhu dan Sirkulasi Udara di Smoking Room

## Ahmad Syahril Muharom
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Multimedia Nusantara, Tangerang, Indonesia ahmad.syahril@umn.ac.id
Diterima 16 Desember 2017 Disetujui 30 Desember 2017
Abstract —In  this  study, the application of temperature  and  air  circulation  control  in  the smoking  room  using  a  microcontroller.  The  Sensors applied  to  this  Prototype  are  LM35  and  DT-Sense CO.  The  method  used  design  a  controller  and  then apply  it  to  the  microcontroller.  The  sensor  has  been tested on a miniature smoking room. The results show sensors can work and good, although cigarette smoke and  the  temperature  of  the  room  changes,  so  air quality in the smoking room can be maintained.
Index  Term- Cigarette  smoke,  CO,  automation, microcontroller, temperature sensor, smoke sensor

## I. P ENDAHULUAN
Ada  4000  zat  kimia  yang  terdapat  dalam sebatang  rokok,  40  diantaranya  tergolong  zat  yang berbahaya  misalnya  :  hidrogen  sianida  (HCN), arsen,  amonia,  polonium,  dan  karbon  monoksida (CO)  [1].  Adapun  bahaya  yang  ditimbulkan  oleh asap  rokok  tersebut  tidak  hanya  yang  merokoknya saja melainkan perokok pasif pun akan menanggung  akibat  dari  asap  rokok  tersebut. Banyak solusi untuk mengurangi polusi asap rokok di  udara  terbuka  dan  manjauhkan  dari  masyarakat untuk  menjadi  perokok  pasif,  yaitu  salah  satunya dengan  membangun area khusus perokok ( smoking room )  [2].  Udara    mempunyai    arti    yang    sangat penting    di    dalam    kehidupan    makluk  hidup. Untuk  mendapatkan  udara  sesuai  dengan  tingkat kualitas    yang    diinginkan,  maka  pengendalian udara  menjadi  sangat  penting  untuk  dilakukan. Smoking room harus  memiliki suatu  sistem  kontrol secara  otomatis  untuk  menstabilkan  udara  di ruangan agar tetap dalam keadaan yang bersih [3].
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  membuat  alat kontrol  otomatis  untuk  menstabilkan  udara  di smoking  room agar  tetap  dalam  keadaan  yang bersih,  digunakan  LM35  sebagai  parameter  suhu dan  DT  –  SENSE  CARBON  MONOXIDE SENSOR sebagai parameter gas CO.
II. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan  dalam pembuatan  alat  ini  adalah  studi  pustaka,  observasi, eksperimen,  realisasi  dan  pengujian.  Proses observasi dilakukan untuk mengetahui
permasalahan  yang  terjadi  dilapangan.  Studi pustaka  dilakukan  untuk  menambah  referensi  yang berkaitan  dengan  pembuatan  alat  yang  merupakan pemecahan masalah yang telah teridentifikasi. Pada tahap  eksperimen  dan  realisasi  yang  dilakukan adalah  perancangan  dan  pembuatan hardware dan firmware . Hadware disini  merupakan  bentuk  fisik dari  alat  yang  dibangun  dan firmware merupakan otak  dari  sistem  yang  dibuat  untuk  mengontrol sensor dan motor dc. Pada tahap selanjutnya adalah melakukan  pengujian  pada  alat  yang  dibuat dilapangan.
Berikut ini adalah langkah  – langkah penelitian yang digambarkan dalam diagram alir:

## III. P ERANCANGAN S ISTEM
A. Diagram Blok Perancangan
Berikut ini adalah diagram blok yang dirancang.
Gambar 2. Diagram Blok Perancangan
Fungsi  dari  masing  –  masing  blok  adalah sebagai berikut :
1. LM35,  berfungsi  sebagai  sensor  suhu. Pemilihan  sensor  ini  karena  sensitivitas  dan linieritas  sensor  sangan  baik  denga  harga yang cukup terjangkau.
2. DT-Sense  Carbon  Monoxide ,  pemilihan sensor  ini  karena  kompatibel  dengan  sensor gas    MQ-3    (alkohol),    MQ-4    (metana), MQ-6    (LPG,    iso-butana,    dan  propana), MQ-7  (CO),  MQ-135  (kualitas  udara),  dan MG-811  (CO2).  Selain  itu,  modul  sensor cerdas  ini  dapat  berfungsi  sebagai  kendali mandiri secara ON/OFF mengikuti set point konsentrasi  gas  yang  kita  tentukan.  Modul sensor  ini  dilengkapi  dengan  antarmuka UART TTL dan I2C.
3. Mikrokontroler,  berfungsi  sebagai  pemroses data input untuk menghasilkan data output .
4. Motor  DC,  berfungsi  sebagai exhaust  fan dan inlet fan .
5. LCD, berfungsi untuk manmpilkan suhu dan CO.
B. Perancangan Hardware
Perancangan hardware direpresentasikan dalam skematik rangkaian yang digunakan dalam pembuatan  sistem  ini  yang  terdiri  dari  rangkaian power  supplay ,  rangkaian  kontroler,  rangkaian Penguat  dan  LM35,  rangkaian DT-Senses    Carbon Monoxide ,  rangkaian driver motor  dan  LCD. Berikut  merupakan  gambar  rangkaian  rangkaian
tersebut.
Gambar 3. Skema Rangkaian DT-Sense Carbon Monoxide
Gambar 4. Skema Rangkaian Sistem Pengatur Suhu dan Sirkulasi Udara Berbasis Mikrokontroler Atemega8535
C. Perancangan Firmware
Firmware merupakan  sebuah  program  yang berfungsi untuk mengendalikan hardware . Perancangan  dan  pembuatan firmware dari  sistem pengatur  suhu  dan  sirkulasi  udara  berbasis mikrokontroler  atemega8535  ini  menggunakan software  Code  Vision  AVR  V.2 ,  dengan  bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C [4]. Berikut ini merupakan diagram alir program:
Gambar 5. Diagram Alir Program
D. Spesifikasi Alat
1. Mikrokontroler Atmega8535.
2. DT-Sense Carbon Monoxide
- Target gas: Karbon monoksida
- Range: 20 – 2000 ppm
3. LM 35
- Jangkauan suhu: -55 sampai 150 ºC
4. Exhaust  fan dan inlet  fan menggunakan motor dc dengan daya 7,92 watt.
5. Menampilkan  suhu  ruangan  dan  gas  CO dengan menggunakan LCD 2x16.
6. Ukuran  ruangan  yang  digunakan  untuk pengujian alat yaitu dengan panjang, lebar dan  tinggi  adalah  secara  berurut  –  urut  2 m, 2m dan 2,5 m.
7. Ukuran  ruangan  yang  digunakan  untuk simulasi  alat  yaitu  dengan  panjang,  lebar dan  tinggi  adalah  secara  berurut  –  urut  20 cm, 20 cm dan 25 cm.
IV. H ASIL D AN P EMBAHASAN

## A. Pengujian LM35
Pengujian  sensor  LM35  ini  dimaksudkan  untuk membandingkan  nilai  yang  ditampilkan  pada  LCD dengan  alat  ukur  suhu  yang  sudah  berstandar. Berikut  ini  tabel  perbandingan  nilai  suhu  yang dihasilkan oleh LM35 dan alat ukur.
Tabel 1. Data Perbandingan LM35 dan Alat Ukur
No LM35 (°C) Alat Ukur (°C) 1 30,3 30,4 2 44 44,2 3 48,1
48,2
4 46 46,2
No LM35 (°C) Alat Ukur (°C) 5 59,5 59,9 6 50,3 50 7 52,3 52,3 8 61 60,4 9 65,8 65,3 10 73,1 72,5 Total  530,4 529,4 Untuk menghitung error dari pembacaan sensor
LM35  dapat  dihitung  menggunakan  rumus  sebagai berikut:
E = = = 0.19 % Dengan : E = Error (%)
A = Ʃ nilai aktual M = Ʃ nilai pengukuran
Dari  hasil  perhitungan  di  atas  didapatkan error pembacaan sensor LM35 adalah sebesar 0,19%. Hal ini  dapat  dikatakan  baik  dalam  dalam  pembacaan suhu karena error < 0.2% [5].
Kemudian  sensor  LM35  diuji  terhadap  ruangan merokok, pengujian ini dimaksudkan untuk melihat bagaimana  waktu  yang  diperlukan  agar  mencapai kondisi  normal  yang  diharapkan  oleh  sistem. Kondisi  suhu  yang  diharapkan  dalam  sistem  ini adalah 24 - 28 °C. Karena suhu tersebut merupakan kondisi  ideal  untuk  suhu  ruangan.  Berikut  ini adalah  data  hasil  pengujian  sensor  LM35  terhadap waktu  yang  diperlukan  untuk  mencapai  kondisi normal.
Tabel 2. Data Pengujian Sensor LM35
No LM35 (°C) Waktu (Sekon) 1 33,1 30,4 2 35,3 45,6 3 38,2 56,6 4 42,4 63,4 5 45,5 71,3 6 48,7 84,6 7 51,3 93,8 8 55,8 107,1 9 59 120,8 10 63,5 137,3

## ISSN 2355-3286
Gambar 6. Grafik Pengujian Sensor LM35

## B. Pengujian DT-Sense Carbon Monoxide
Pertama  –  tama  pengujian  yang  dilakukan adalah  mengetahui  waktu  pemanasan  rata  –  rata yang  dibutuhkan  oleh  sensor  agar  sensitif.  Berikut ini hasil pengujian alat pemanas sensor.
Tabel 3. Pengujian Alat Pemanas DT-Sense Carbon Monoxide
No Pengujian Waktu pemanasan (s) Pengujian 1 442 Pengujian 2 47 Pengujian 3 48 Pengujian 4 46 Pengujian 5 47 Pengujian 6 46 Pengujian 7 45 Pengujian 8 46 Pengujian 9 45 Pengujian 10 45 Rata - Rata 85,7
Selanjutnya DT-Sense  Carbon  Monoxide diuji dengan  alat  ukur  gas  CO  yang  sudah  berstandar. Berikut  ini  tabel  perbandingan  nilai  CO  yang dihasilkan DT-Sense  Carbon  Monoxide dan  alat ukur.
Tabel 4. Data Perbandingan DT-Sense Carbon
Monoxide dan Alat Ukur No DT-Sense Carbon Monoxide (ppm) Alat Ukur (ppm) 1 29,5 30 2 43,2 43 3 54,8 56 4 68,2 68 5 77,9 80 6 89,4 89 7 112,6 114 8 131,9 132 9 157 158 10 178,2 179 Total Ʃ 942,7 Ʃ 949
Dari  data  pengujian  di  atas  didapatkan error pembacaan  sensor DT-Sense  Carbon  Monoxide adalah  sebesar  0,66%.  Hal  ini  dapat  dikatakan cukup baik dalam dalam pembacaan gas CO.
Kemudian DT-Sense  Carbon  Monoxide diuji terhadap smoking room , pengujian ini dimaksudkan untuk  melihat  bagaimana  waktu  yang  diperlukan agar  mencapai  kondisi  normal  yang  diharapkan oleh sistem. Jumlah gas CO yang disarankan dalam ruangan adalah sekitar 100ppm. Nilai ppm tersebut diperoleh  dari  indeks  standar  pencemaran  udara dengan  kategori  sedang.  Berikut  ini  adalah  data hasil  pengujian DT-Sense  Carbon  Monoxide terhadap  waktu  yang  diperlukan  untuk  mencapai kondisi normal.
Tabel 5. Data Pengujian DT-Sense Carbon Monoxide
No DT-Sense Carbon Monoxide (ppm) Waktu (Sekon) 1 270,9 180 2 340,8 204 3 415,6 240 4 517,9 326 5 618,3 391 6 683.4 524 7 726,3 616 8 763 796 9 807,4 1015 10 859,5 1284
Gambar 7. Grafik Pengujian DT-Sense Carbon
Monoxide

## V. S IMPULAN
Berdasarkan  pengujian  alat  dapat  disimpulkan bahwa  pembacaan  sensor  LM35  terhadap  suhu ruangan  sudah  sangat  baik,  hanya  memiliki error sebesar  0,19%.  Begitu  pula  dengan DT-Sense Carbon  Monoxide ,  pembacaan  sensor  hanya
memiliki error 0,66%. Respon terhadap waktu dari kedua  sensor  tersebut  yang  diperlukan  untuk mencapai kondisi normal pada smoking room sudah menunjukan grafik yang cukup baik.
D AFTAR P USTAKA
[1] Ellyas, A, Rancang Bangun Pengatur Kecepatan Kipas Pembuangan  Menggunakan  Sensor  Asap  AF30 Berbasis  Mikrokontroler  Atemga8535 .  Jurusan  Fisika Universitas Dipenegoro, Semarang, 2010.
[2] Ganis,  R.  P, Pengendalian  Putaran  Kipas  Ventilator
pada Smart Smooking
Area Menggunakan Mikrokontroler  At  Mega  8535  dan  Sensor  Gas  MQ7 . Jurusan  Teknik  Elektro  Fakultas  Teknik  Universitas Diponegoro Semarang, 2010.
[3] Saputro,  G., Perancangan  Sistem  Pendeteksi  Asap Rokok  Gas  LPG  Berbasis  Mikrokontroler  AVR ATMega16 .  Sekolah  Tinggi  Manajemen  Informatika dan Komputer, Yogyakarta, 2011.
[4] Wardhana,    L., Belajar    Sendiri  Mikrokontroller    AVR
Seri  Atmega8535    Simulasi  Hardware  dan    Aplikasi . Yogyakarta: Andi, 2006.
[5] Cooper,  W.D. Instrumentasi  Elektronik  dan  Teknik Pengukuran . Jakarta: Erlangga. 1994.
[6] Andrianto,  H. Pemograman  Mikrokontroler  AVR Atmega16 Menggunakan Bahasa C . Bandung: Informatika. 2013.
[7] Maryanto,  D. Penurunan  Kadar  Emisi  Gas  Buang Karbon  Monoksida  (CO)  Dengan  Penambahan  Arang Aktif  pada  Kendaraan  Bermotor  di  Yogyakarta .  Jurnal Ilmiah  Fakultas  Kesehatan  Masyarakat,  Universitas Ahmad Dahlan, Yogyakarta: Diterbitkan. 2009.
[8] Rezki,  N. Rancang  Bangun  Prototipe  Pengurangan Bahaya  Gas  Polutan  Dalam  Ruangan  Dengan  Metode Elektrolisis  Berbasis  Mikrokontroler .  Jurnal  Ilmiah Jurusan  Teknik  Elektro  Politeknik  Negeri  Padang: Diterbitkan. 2013.
[9] Saputra, H. Rancang  Bangun  Alat Pendeteksi  Ambang
Batas  dan    Pembersih    Gas    Karbon  Monoksida    (CO) Didalam    Ruangan    dengan  Sensor    TGS    2442 Berbasis  Mikrokontroler    AT89S51 .  Jurnal  Ilmiah Teknik  Elektro  Universitas    Gunadarma  Jakarta: Diterbitkan. 2012.
[10] Rachmawati,  D. Rancang  Bangun  Sistem  Kontrol  Suhu Ruangan Berbasis Mikrokontroller AT89S51 . Semarang. 2009.
.
.