http://ejournal.unp.ac.id/index.php/jtev/index
Volume 00  Number 00  20XX ISSN: 2302-3309
Received Month DD, 20YY; Revised Month DD, 20YY; Accepted Month DD, 20yy

## Alat Uji Emisi Portabel Kendaraan Bermotor
Pandu Aldhareva 1 , Risfendra 2
Universitas Negeri Padang *Corresponding author, e-mail: aldhareva.p@gmail.com

## Abstrak
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  membuat  alat  uji  emisi  kendaraan  bermotor  yang portable yang dilengkapi  dengan  sistem data  logger, dimana  data  pengukuran  yang  diperoleh disimpan ke dalam micro-sd card . Alat uji emisi protable kendaraan bermotor yang dibahas terdiri  atas hardware dan software. Bagian hardware berupa  konstruksi  mekanik  dan rangkaian  elektronika  yang  terdiri  dari  rangkaian  catu  daya,  sensor  MQ-7,  RTC  DS1307, keypad 4x3. micro-sd  card,  lcd  16x2,  buzzer dan  Arduino  UNO. Bagian software berupa pemrograman Arduino IDE dan flowchart sistem. Hasil pengukuran gas CO dengan alat uji emisi portable tersimpan  pada  kartu  memori  dengan  urutan  nomor  registrasi  dan  tanggal serta  waktu  proses  pengukuran  dilakukan.  Kadar  gas  CO  kendaraan  semakin  kecil  bila menggunakan  jenis  sistem  mesin  injeksi  dengan  bahan  bakar  tipe pertamax atau pertalite , sebaliknya  kadar  gas  CO  akan  semakin  besar  bila  menggunakan  jenis  sistem  mesin  tipe karburator dengan bahan bakar premium .
Kata kunci : Emisi CO, Uji Emisi, dan Arduino UNO

## Abstract
This  paper  purpose  to  created  a  portable  vehicle  emission  test  equipment  equipped  with  a data  logger  system,  where  the  measurement  data  obtained  are  stored  on  a  micro-SD  card. Vehicle  emission  protection  test  equipment  issued  consists  of  hardware  and  software.  The hardware part consists of a mechanical construction and an electronic circuit consisting of a power  supply  circuit,  sensor  MQ-7,  RTC  DS1307,  4x3  keypad.  Micro-SD  card,  LCD  16x2, buzzer and Arduino UNO. The software part consists of the Arduino IDE programming and system flowchart. Results of CO gas measurements with a portable emission test device are stored on a memory card in the order of the registration number and the date also time the measurement  process  was  carried  out.  The  CO  gas  level  of  the  vehicle  gets  smaller  on  the Injection type engine system with Pertamax or Pertalite type fuel, otherwise the CO gas level will be even greater when using the  carburetor type engine system with premium fuel.
Keywords: CO Emission, Emission Test, and Arduino UNO

## PENDAHULUAN
Udara  merupakan  faktor  yang  penting  dalam  kehidupan.  Adanya  peningkatan  produksi kendaraan bermotor  yang merupakan sektor transportasi  menyebabkan  kepadatan lalu  lintas dan  menjadi  salah  satu  penyumbang  pencemaran  udara.  Pencemaran  udara  yang  dihasilkan berupa  gas  CO  merupakan  hasil  pembuangan  kendaraan.  Gas  CO  adalah  senyawa  yang berbahaya yang dapat menyebab gangguan kesehatan dan bahkan kematian [1].
Untuk  itu,  dibutuhkan  suatu  alat  yang  dapat  berfungsi  untuk  mengukur  kadar  emisi  gas buang CO kendaraan. Pada penelitian ini akan dirancang alat pengukur gas CO menggunakan sensor  MQ7  yang  dilengkapi  dengan  sistem  data logger . Data  logger berfungsi  untuk merekam  nilai-  nilai  pengamatan  yang  terbaca  oleh  sensor  dalam  format  teks  [2].  Hasil pengukuran tersebut akan disimpan ke dalam MicroSD Card .
Pengukuran  emisi  gas  buang  CO  sudah  pernah  dibuat  oleh  Sigit  Pambudi  (2016) “Pengukuran Polutan CO berbasis Single Node Sensor Network “ [3]. Hanya saja Tugas Akhir yang  dibuat  ini  tidak  menggunakan  sistem data  logger secara real  time untuk  menyimpan dan  merekam  hasil  pengukuran  polutan  gas  CO.  Novieta  Rosianasari  (2016)  juga  membuat Tugas  Akhir  berkaitan  dengan  pengukuran  emisi  gas  CO  dengan  judul  “Analisis Karakteristik  Emisi  CO  dan  CO2  Kendaraan  Roda  Dua  di  Kampus  Fakultas  Teknik Universitas  Hasanuddin”  [4]  .  Hanya  saja  pada  tugas  akhir  tersebut  digunakan  alat  Gas Analyzer  Portable  Measurement  System yang  tidak  dirancang  sendiri  sehingga  data pengukuran dari alat tersebut tidak dapat diakses ke PC untuk dilakukan pengolahan. Selain itu  juga  alat  tersebut  tidak  dilengkapi  dengan  sistem data  logger untuk  merekam  hasil pengukuran gas CO.

## STUDI PUSTAKA
Suatu alat yang dibuat otomatis memiliki sistem yang terintegrasi dan kontrol. Pada alat ini  sistem  kontrol  yang  digunakan  adalah  Arduino  UNO  sebagai  pengendali  semua  operasi sistem [5]. Secara singkat, Arduino UNO memiliki kemampuan sebagai berikut: (1) memiliki fasilitas chip yang  lengkap  (2)  terdapat  IC  Mikrokontroller  ATMega328  yang  memiliki memori  32kB(dengan  0,5  KB  digunakan  untuk bootloader ),  2  KB  dari  SRAM  dan  1  KB EEPROM  (yang  bisa  dibaca  dan  ditulis  dengan  EEPROM library) (3)  memiliki  6  masukan analog,  berlabel  A0  sampai  dengan  A5,  yang  masing-masing  menyediakan  10  bit  dengan resolusi  yaitu  1024  nilai  yang  berbeda  (4)  Chip  pada  Arduino  juga  dilengkapi bootloader yang  akan  menangani  proses  upload  dari  computer  (5)  kebutuhan  daya  yang  digunakan adalah 7V-12V [6].
Untuk input sistem digunakan sensor gas MQ7. Pengunaan sensor ini cukup mudah dan begitu cocok untuk mendeteksi gas CO dengan jangkauan pendeteksian mulai dari 10 sampai 10.000  ppm (Part  per  Million ).  MQ-7  mempunyai  6  pin,  4  pin  yang  digunakan  sebagai pengambil sinyal, dan 2 pin digunakan untuk memberikan pemanasan material sensor. Untuk penyimpanan  data  yang  terbaca  oleh  sensor  MQ7  digunakan Micro  SD  card Komunikasi kartu  micro  SD  didasarkan  pada  muka  8  pin  interface,  (clock  command,  4x  Data  dan  2x saluran catu daya). Hasil data output akan ditampilkan dengan LCD ( Liquid Crystal Display ). LCD  mempunyai  ROM  pembangkit  sebanyak  192  tipe  karakter,  tiap  karakter  dengan  huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data [7].

## PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

## A. Blok Diagram
Blok  diagram  yaitu  penjabaran  suatu  sistem  yang  bersifat  menyeluruh.  Proses pendefinisian  perlu  dilakukan  penjabaran  pada  sistem  yang  dibahas  secara  menyeluruh, artinya  adanya  gambaran  secara  jelas  mengenai  ruang  lingkup  pembahasan  yaitu  dengan menggunakan  blok  diagram.  Secara  keseluruhan,  sistem  alat  uji  emisi  gas  CO    dijelaskan pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Alat Uji Emisi Gas CO
Dari gambar blok diagram tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Arduino berfungsi sebagai pusat pengolah data keseluruhan sistem.
2. Sensor MQ-7 digunakan sebagai pendeteksi kadar gas CO di udara.
3. RTC  DS  1307  digunakan  untuk  penunjukan  waktu  lokal  dan  berfungsi  untuk pencatatan pada Micro SD teridentifikasi dengan  baik.
4. Modul Micro SD Card digunakan sebagai media pemyimpanan data hasil pengukuran sensor gas MQ-7.
5. Liquid  Crystal  Digital (LCD)  digunakan  sebagai  media  display  untuk  menampilkan informasi.
6. Keypad berfungsi sebagai input data berupa karakter untuk memberi perintah
7. Buzzer digunakan sebagai indikator suara menandakan berkerjanya suatu proses.

## B. Cara Kerja Alat
Arduino  Uno  sebagai  pusat  pengolah  data  yang  di  dapat  melalui  sensor  MQ-7.  Sensor MQ-7  berguna  untuk  mendeteksi  kadar  gas  CO  di  lingkungan  sekitar  dan  sensor  gas  ini memiliki  sensitivitas  yang  tinggi  terhadap  karbon  monoksida  (CO)  dengan  jarak pengukuran  :  1  –  100  ppm  [5].  Prinsip  kerja  sensor  ini  berdasarkan  perubahan  gas terhadap   resistansi  dari  sensor  tersebut.  Semakin  besar  kandungan  dari  gas  CO  maka semakin  kecil  resistansinya  dan  semakin  kecil  kandungan  dari  gas  CO  yang  diterimanya maka resistansinya akan semakin besar. Maka perubahan kosentrasi gas CO dapat mengubah nilai  resistansi  sensor  dan  juga  akan  mempengaruhi  tegangan  keluarannya  juga.  Data  hasil pengukuran sensor gas MQ-7 akan disimpan ke dalam MicoSD Card . Agar pencatatan pada MicroSD teridentifikasi dengan baik, pada tiap pencatatan diperlukan waktu lokal pencatatan. Waktu lokal pencatatan dibangun menggunakan Modul RTC ( Real Time Clock ) IC DS1307. Flowchart sistem dapat ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Flowchart Alat Uji Emisi

## C. Hardware
Alat ini menggunakan 2 jenis bahan utama yaitu acrylic sebagai bahan utama pembuatan kotak  kerangka  alat  dan  polimer  sebagai  bahan  wadah  penampung  gas  CO..  Alat  ini berbentuk  kotak  dengan  ukuran  10  cm  x  15  cm  x  8  cm  sedangkan  wadah  penampung berbentuk tabung dengan diameter 6 cm dan tinggi 15 cm. Kontruksi alat dapat  dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Konstruksi alat
Dari  gambar  3,  sisi  depan  dari  kotak  alat  uji  emisi  tampak lcd  16x2 yang  berguna untuk  menampilkan  informasi  teks/tulisan  dan keypad berguna  untuk  memberikan  input data  ke  arduino  sedangkan  sisi  samping  alat  terdapat port  USB arduino  sebagai  saluran penghubung arduino dengan komputer untuk mengunduh program, charging port berguna untuk  mengisi  ulang  baterai  litium  sebagai  catu  daya  utama  alat,  tombol  reset  berfungsi untuk mengulang kembali proses awal sistem apabila terjadi error sistem, dan saklar on- off berguna  untuk  menghidup  atau  mematikan  alat.  Wadah  penampung  gas  CO  berguna untuk  sebagai  media  penampung  gas  pembuangan  kendaraan  dari  knalpot.  Didalam wadah  penampung  terdapat  sensor mq-7 yang  berfungsi  mengukur  kadar  emisi  gas  CO kendaraan.

## D. Rangkaian Elektronika Keseluruhan
Rangkaian  elektronik  alat  secara  keseluruhan  terdiri  atas  Arduino  UNO,  sensor mq-7, micro  sd-card,  rtc  ds1307,    keypad  4x3,  lcd  16x2 dan  rangkaian  catu  daya.  Catu  daya  alat menggunakan baterai lithium isi ulang 3,7 V diserikan 3 buah sehingga total tegangan baterai menjadi  11,1  V  kemudian  tegangan  baterai  diturunkan  menjadi  5  V  dengan  menggunakan regulator IC 7805 untuk sumber tegangan Vcc komponen.
Pin Vcc dan Ground komponen terhubung dengan output rangkaian catu daya. Pin signal sensor mq-7 terhubung dengan pin A0 Arduino, pin SCL dan SDA dari modul I2C LCD 16x2 terhubung secara berurutan dengan pin A4 dam A5 Arduino, pin MOSI, SCK, MISO, dan pin DT dari sd-card dihubungkan secara berurutan  dengan pin 11, 13, 12, dan 10 Arduino, pin SDA dan SCL rtc ds-1307 dihubungkan dengan pin A4 dan A5 Arduino, pin baris dan kolom keypad 4x3 dihubungkan secara berurutan pin 9, 8, 7,  6 Arduino untuk baris dan pin 5, 4, 3 Arduino untuk kolom. Berikut rangkaian elekronik keseluruhan alat.
Gambar 4. Rangkaian Elektronika Keseluruhan

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Bentuk  mekanik  alat  uji  emisi  yang  telah  dirancang  bisa  dapat  dilihat  pada  gambar  5. Terlihat jelas kesesuaian konstruksi fisik alat yang telah selesai dengan gambar 4 dimana alat masih  dalam  bentuk  rancangan  mekanik.  Proses  pengujian  alat¸diawali  dengan  langkap memindahkan  posisi power  switch ke  posisi  on  untuk  menyalakan  alat¸  maka buzzer akan berbunyi  yang  menandakan  alat  siap  digunakan.  Judul  Tugas  Akhir  dan  nama  penulis  akan ditampilkan  terlebih  dahulu  setelahnya  akan  menampilkan  tanggal  dan  waktu  lokal  sebagai posisi stand  by alat  untuk  bersiap-siap  menerima  perintah  dari keypad. Apabila  kendaraan telah siap untuk  dilakukan pengujian emisi  gas  buang, dekatkan wadah  penampung  gas CO maksimal  berjarak  5  cm  dikarenakan  gas  CO  dari  saluran  pembuangan  motor  tidak bercampur  dengan  udara  bebas  dan  tertampung  secara  maksimal  untuk  memperoleh pengukuran  yang  akurat.  Tekan  ‘#’  pada keypad kemudian  akan  muncul  menu  untuk
memasukkan  nomor  registrasi  kendaraan  motor  yang  diuji,  setelah  itu  tekan  ‘#’  lagi  untuk menjalankan proses pengukuran gas CO dimana hasil pengukuran akan terlihat di lcd secara real  time. Apabila pengukuran gas CO yang terlihat di lcd telah stabil makan tekan ‘#’ lagi untuk menyimpan data pengukuran. Data pengukuran yang tersimpan dalam format teks dan tanggal  serta  waktu  pengukuran  dilakukan  juga  tercatat.  Bentuk  mekanik  alat  dan  proses pengujian alat dapat dilihat pada gambar 5 dan 6.
Gambar 5. Bentuk Fisik Alat
Gambar 6. Proses Pengujian Alat Uji Emisi
Tabel 1. Hasil Pengujian Alat Uji Emisi Kendaraan
Dari Tabel 1 terlihat bahwa hasil pengukuran emisi kendaraan bervariasi yang disebabkan 2  faktor  utama  yaitu  sistem  mesin  kendaraan  yang  digunakan  dan  jenis  bahan  bakar  yang dipakai. Apabila kendaraan bermesin injeksi dengan jenis bahan bakar pertamax maka akan diperoleh nilai PPM yang lebih kecil dan bila kendaraan bermesin karborator dan jenis bahan bakar  premium  maka  akan  diperoleh  nilai  PPM  yang  lebih  besar.  Namun  dari  keseluruhan hasil  pengujian,  kualitas  udara  yang  dihasilkan  tergolong  bersih  dan  kendaraan  tidak menyebabkan polusi gas buang CO.

## PENUTUP
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisa  terhadap  alat  uji  emisi  kendaraan  yang  telah dibuat  maka  alat  ukur  uji  emisi  gas  karbon  monoksida  (CO)  yang  dibuat  dapat  bekerja dengan baik, hasil pengukuran kadar gas CO kendaraan dipengaruhi oleh jenis sistem mesin yang  digunakan  dan  jenis  bahan  bakar,  dan  kadar  gas  CO  kendaraan  semakin  kecil  bila menggunakan  jenis  sistem  mesin  injeksi  dengan  bahan  tipe  pertamax/pertalite,  sebaliknya kadar  gas  CO  akan  semakin  besar  bila  menggunakan  jenis  sistem  mesin  tipe  karburator dengan bahan bakar premium.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Fardiaz, Srikandi. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta : Kanisius.
[2]    LcStudio.  2011.  “SD  Card  Module”.  http://www.lctechinc.com/Hardware/  (diakses  18  januari 2018).
[3]    Sigit, Pambudi. 2016. Pengukuran Polutan Co  Berbasis Single Node Sensor Network. Bogor: Universitas Pakuan.
[4]    Novieta, Rosianasari. 2016. Analisis Karakteristik Emisi Co Dan Co2 Kendaraan Roda Dua Di Kampus Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin. , Makassar: Universitas Hasanuddin.
[5]     Arduino. 2015. Website resmi arduino . https://www.arduino.cc (diakses pada 15 Januari 2018).
[6]   Jarin, Asril. 2008 . Mikroprosesor. Jakarta : Mercu Buana.
[7]   Datasheet  sensor  gas  “MQ7”.    https://www.parallax.com/downloads/mq-7-co-gas-sensor- datasheet (diakses pada 17 Januari 2018).
No Merek Kendaraan Tahun Mesin Jenis BBM PPM Terukur (Jarak = 5CM; Waktu  = 30Detik) SD Card Menyimpan ? Emisi Gas Buang 1 Astrea Supra X 1999 Karburator Premium 9.16 Ya Bersih 2 Jupiter MX 2011 Karburator Pertamax 6.41 Ya Bersih 3 Honda Vario Techno 2017 Injeksi Pertamax 5.05 Ya Bersih 4 Honda Beat Street 2018 Injeksi Pertalite 6.54 Ya Bersih 5 Avanza 2018 Injeksi Pertalite 5.79 Ya Bersih

## Biodata Penulis
Pandu  Aldhareva ,  dilahirkan  di  Padang,  26  Juni  1995.  Menyelesaikan  studi  DIV  Teknik  Elektro Industri pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Negeri Padang.
Risfendra,  S.Pd,  M.T,  Ph.D, lahir  di  Riau,  13  Februari  1979.  Sarjana  Teknik  Elektronika  di Universitas  Negeri  Padang,  lulus  tahun  2004,  S2  Teknik  Sistem  Pengaturan,  ITS  tahun  2008.  S3 Shouten  Taiwan  University,  of  science  and  technology ,  Taiwan  tahun  2017.  Staf  pengajar  pada Jurusan Teknik Elektro FT UNP sejak tahun 2005 – sekarang.