## Teknologi Monitoring Kualitas Udara Secara Real- Time Terintegrasi
Slamet Widodo Pusat Penelitian Elektronika dan Telekomunikasi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia slametwidodo50@gmail.com
Abstrak - Tulisan ini menggambarkan Sensor gas nano oksida logam untuk subsistem pemantauan lingkungan secara real time, sensor gas ini dengan sistem mikro elektro mekanis jenis semikonduktor (MEMS) yang mengkonsumsi dengan daya rendah dan sangat responsif dibuat untuk aplikasi pemantauan lingkungan. Subsistem ini dikembangkan dengan menggunakan modul sensor gas, modul Bluetooth , dan telepon personal digital assistant (PDA). Modul sensor gas terdiri dari sensor gas karbon monoksida dan karbon nitrogen dioksida dan chip pemroses sinyal. Sensor gas MEMS terdiri dari pemanas mikro (microheater) , elektroda penginderaan, dan material penginderaan. Serbuk nano oksida logam dilapiskan ke substrat menggunakan pemanas mikro dan diintegrasikan ke dalam modul sensor gas. Perubahan resistansi serbuk nano oksida logam dari paparan gas pengoksidasi atau deoksidasi digunakan sebagai mekanisme prinsip operasi sensor gas ini. Variasi yang terdeteksi dalam modul sensor gas ditransfer ke telepon PDA melalui modul Bluetooth . Hasil dari penelitian ini memperlihatkan suatu sistem monitoring kualitas udara untuk memantau paramater gas karbon monoksida dan nitrogen dioksida.
Kata kunci: Sensor gas, serbuk nano, pemanas mikro, karbon monoksida, nitrogen dioksida

## 1. PENDAHULUAN
Jaringan sensor nirkabel (wireless sensor networks / WSNs) memiliki banyak aplikasi yang menarik, yang pasti menjadikannya pasar yang penting dan berkembang dalam waktu dekat [1]. Sistem inventaris, manajemen logistik, perawatan kesehatan, kontrol domestik, dan pemantauan lingkungan hanyalah beberapa contoh aplikasi WSNs. Jaringan sensor semacam itu memerlukan kombinasi sejumlah besar sensor kecil yang tidak mahal dengan komunikasi nirkabel dan konsumsi daya yang sangat rendah. Komunikasi dapat langsung dengan stasiun pangkalan atau dalam jaringan multihop yang dikonfigurasi ad hoc . Pengendalian kualitas udara merupakan aspek utama dalam bidang pemantauan lingkungan, karena penyakit organ pernafasan umumnya disebabkan oleh kualitas udara yang buruk. Standar lingkungan atmosfer agak berbeda di setiap negara, dan kualitas udara dapat
diekspresikan melalui konsentrasi beberapa polutan, seperti karbon monoksida (CO), sulfur dioksida (SO 2 ), nitrogen dioksida (NO 2 ), dan ozon (O 3 ). Nilai ambang batas yang ditentukan untuk polutan ini oleh European Environment Agency (EEA) memastikan kualitas udara dalam ruangan masing-masing 10 mg/m 3 , 350 μg/m 3 , 40 μg/m 3 , dan 120 μg/m 3 [2]. Di antaranya, penginderaan karbon monoksida (CO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ) di atmosfer dianggap sangat penting karena masalah serius pencemaran udara di atmosfer yang disebabkan oleh knalpot mobil dan sumber lainnya.
Berbagai jenis sensor gas dengan metode operasional yang berbeda telah dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir. Meskipun suhu operasinya tinggi, sensor oksida logam resistif memainkan peran penting karena biayanya yang rendah dan sensitivitasnya yang tinggi. Memiliki ukuran yang lebih kecil dari sensor gas elektrokimia dan optik serta konsumsi daya yang lebih rendah daripada sensor gas optik adalah kelebihan lain dari aplikasi WSN [3] - [7].
Serbuk nano oksida logam untuk sensor gas menghadirkan sensitivitas yang lebih tinggi dan waktu pemulihan yang lebih singkat daripada sensor film oksida logam konvensional, karena efek pengurangan ukurannya [8] - [15]. Untuk alasan ini, serbuk nano oksida logam diyakini sangat menjanjikan dalam pengembangan sensor oksida logam generasi baru dengan sifat yang ditingkatkan.
Dalam makalah ini, kami menyajikan desain dan hasil eksperimen sensor gas sistem mikroelektromekanis tipe semikonduktor (micro electro mechanical systems / MEMS) yang memanfaatkan sensor gas serbuk nano oksida logam untuk mendeteksi karbon monoksida (CO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ) untuk subsistem pemantauan lingkungan nirkabel, yang cukup kecil, untuk langsung dipasang ke node nirkabel, seperti set kepala Bluetooth , dan beroperasi menggunakan telepon personal digital assistant (PDA). Sistem ini terdiri dari empat bagian utama: sensor gas, papan sirkuit cetak (PCB) yang menginterogasi sensor dan digital, modul Bluetooth , dan program akuisisi data waktu nyata yang dijalankan pada PDA. Penelitian ini dari chip sensor dan subsistem pemantauan lingkungan nirkabel dengan mengevaluasi gas karbon monoksida (CO) dan nitrogen dioksida (NO 2 ). Hasilnya akan dijelaskan dan dibahas
bersama dengan proses perwujudan subsistem pemantauan lingkungan nirkabel berbasis PDA.

## 2. METODE

## 2.1. Sensor Gas MEMS Oksida
Untuk penginderaan dan desorpsi gas yang cepat, pemanas mikro diperlukan untuk operasi suhu tinggi. Dalam struktur pemanas mikro, dua pemanas Pt setengah lingkaran dihubungkan ke catu daya dan tertanam di membran, yang terdiri dari film tipis SiO 2 dan SiNx. Hambatan masing-masing pemanas menjadi sama secara elektrik, dan setiap saluran pemanas dibagi menjadi dua oleh garis melingkar penyebar panas. Panas yang dihasilkan berdifusi melalui penyebar panas untuk meningkatkan keseragaman termal di area tengah, yang diisolasi secara termal oleh udara menggunakan struktur membran. Konsumsi daya perangkat pemanas mikro disimulasikan menggunakan perangkat lunak metode elemen hingga komersial. Distribusi suhu yang seragam di pusat pemanas mikro dapat dipastikan, dan suhu 400ºC dicapai dengan mengorbankan konsumsi daya 20 mW.
Berdasarkan desain yang disebutkan di atas, pemanas mikro mesin (bulk micromachined microheater) dibuat menggunakan proses MEMS yang kompatibel dengan CMOS, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Multilayer pada awalnya disimpan ke wafer Si poles dua sisi dengan tebal 500 μm, dimana resistivitasnya kira- kira 1 Ω ⋅ cm sampai 30 Ω ⋅ cm dan arahnya adalah (001). Setelah membentuk multilayers , lapisan tipis Ti / Pt yang diendapkan dibuat pola untuk pemanas mikro dengan menggunakan proses lift-off .
Si wafer
SiO 2 /SiN x /SiO 2 deposition Heater electrode patterning
Heater passivation Sensing electrode patterning Sensing electrode passivation Back side open & Si etching Sensing material Sensing electrode Heater electrode Metal oxide nano- material drop coating Si Membran e
Gambar 1. Proses fabrikasi sensor gas mikro berdasarkan proses MEMS yang kompatibel dengan CMOS.
Untuk menjaga isolasi listrik antara pemanas dan elektroda penginderaan gas dan untuk melindungi elektroda penginderaan dari kerusakan termal, lapisan passivasi SiO 2 diendapkan dan dibuat pola. Pemanas mikro (microheater) dibuat menggunakan etsa anisotropik sisi belakang dengan larutan KOH (40% berat) pada suhu 75ºC [16] - [23], di mana pengetsaan secara otomatis dihentikan pada lapisan dielektrik.
Serbuk nano semikonduktor SnO 2 disintesis menggunakan metode kopresipitasi (CPT). Untuk proses CPT yang homogen, larutan urea 0,5 mol / L ditambahkan tetes demi tetes ke 0,025 mol / L larutan SnCl 4 ⋅ 5H 2 O, yang diaduk selama 10 menit. Campuran tersebut kemudian dipanaskan perlahan hingga 80ºC dan dibiarkan bereaksi selama empat jam. Urea terurai perlahan selama pelepasan ion amonia dan karbonat ke dalam larutan. Kenaikan pH yang bertahap dan seragam menghasilkan nukleasi dan pertumbuhan partikel logam oxy-basa karbonat yang berukuran dan berbentuk seragam. Campuran tersebut kemudian didinginkan dalam penangas es selama tiga jam. Setelah supernatan dibuang, endapan dicuci untuk menghilangkan ion klorida. Kemudian dikeringkan pada suhu 120ºC, ditumbuk dengan tangan, dan dikalsinasi dalam wadah alumina pada suhu 550ºC selama dua jam untuk membentuk serbuk timah oksida.
Heater electrode Sensing electrode Sensing material
Gambar. 2. Foto sensor gas MEMS berdasarkan bubuk nano SnO 2 .
Dari serbuk nano SnO 2 terkalsinasi, untuk meningkatkan respons terhadap gas CO, serbuk nano oksida logam lainnya dan logam langka ditambahkan. Berdasarkan bubuk nano SnO 2 , bubuk nano WO 3 10% berat dan larutan Pt 0,5% berat dicampur dan digiling bola dengan bola zirkonia dan etanol selama 48 jam. Setelah ball milling , sebuk nano penginderaan berbasis SnO 2 serbuk nano diperoleh dengan pengeringan selama 12 jam pada suhu 120ºC. Sifat struktural dari serbuk nano SnO 2 dikarakterisasi menggunakan difraksi sinar-X (XRD) dan analisis scanning electron microscope (SEM). Serbuk nano SnO 2 dilapisi tetes dalam bentuk bubur, yang merupakan campuran dari serbuk nano SnO 2 , pengikat, larutan, dan sebagainya. Setelah pelapisan SnO 2 , untuk mendapatkan kontak yang kaku antara elektroda penginderaan dan serbuk nano dan untuk mendapatkan operasi pendeteksian gas yang stabil, dilakukan anil termal cepat dengan menggunakan pemanas mikro tertanam. Sebuah foto dari sensor gas
serbuk nano oksida logam ditunjukkan pada Gambar. 2. Foto adalah sensor gas yang dikemas berdasarkan serbuk nano SnO 2 . Karena proses pelapisan serbuk nano oksida logam selektif adalah langkah terakhir, proses fabrikasi perangkat kompatibel dengan CMOS.
Karakteristik
tegangan arus diukur dengan menggunakan alat analisa presisi semikonduktor Agilent 4156C. Untuk semua perangkat serbuk nano oksida logam, untuk mendapatkan kontak yang kaku antara elektroda penginderaan dan bahan nano, anil termal cepat dilakukan dengan menggunakan pemanas mikro tertanam di bawah 500ºC selama kurang dari lima menit. Karakteristik arus yang diukur antara elektroda penginderaan terkadang tidak stabil, dan besarnya arus sekitar beberapa pA pada bias 1 V DC sebelum anil.
Setelah anil, karakteristik arus yang diukur selalu stabil dan beberapa ratus pA pada bias 1 V DC pada suhu kamar, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Oleh karena itu, perangkat serbuk nano pasca-anil digunakan untuk mengukur sifat penginderaan listrik dan gas.
Sifat penginderaan gas diukur menggunakan sistem karakterisasi yang dikendalikan komputer dan PDA berdasarkan teknik Bluetooth. Uji gas dicampur dengan udara untuk mencapai konsentrasi yang diinginkan, dan laju aliran dipertahankan secara konstan menggunakan pengontrol aliran massa. Tanggapan diberikan dengan resistansi relatif, R = ΔR / R 0 = | R g – R 0 | / R 0 , di mana R g dan R 0 masing-masing adalah resistansi dalam gas dan udara uji.
400 Before annelaling
After annealing 200 0 – 200 –1.0 –0.5
0.0 Applied voltage (V) 0.5 1.0
Gbr. 3. Karakteristik tegangan arus yang diukur dari sensor gas pada suhu kamar sebelum dan sesudah annealing (anil).
PDA Sensor
Gambar 4. Diagram skema sistem pemantauan lingkungan nirkabel real-time termasuk modul sensor gas, modul Bluetooth, PDA, dan program pemrosesan.
2.2. Desain Sistem Nirkabel dan Integrasi Sensor
Diagram skematik dari sistem pemantauan lingkungan real-time terdiri dari unit penginderaan, modul komunikasi, dan modul tampilan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Unit penginderaan berbasis mikroprosesor berinteraksi dengan sensor dan mampu melakukan akuisisi, digitalisasi, dan nirkabel transmisi sinyal menggunakan standar Bluetooth . Karena kebutuhan untuk komunikasi hasil pemantauan lingkungan yang diperoleh, telepon PDA memadai untuk tampilan dan komunikasi.
Sensor dapat dioperasikan dengan menggunakan pembagi tegangan sederhana pada pengukuran penginderaan gas berbasis PDA. Rangkaian skema modul sensor ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Skema rangkaian modul sensor yang digunakan untuk mengukur kinerja penginderaan gas dan mengontrol suhu operasi dari sensor gas yang dikembangkan. R H , R S , R LH , dan R LS adalah resistansi pemanas mikro ( microheater ), resistansi sensor gas, resistansi yang digunakan untuk mengukur arus yang mengalir di R H , dan resistansi yang digunakan untuk mengukur V out .
Ini membutuhkan dua suplai tegangan: tegangan pemanas mikro, V H , dan tegangan rangkaian, V S , di mana V H diterapkan ke pemanas mikro untuk mempertahankan suhu yang konstan dan ditinggikan untuk penginderaan optimal, dan V S diterapkan untuk memungkinkan pengukuran tegangan keluaran, V out , melintasi resistor beban R LS .
Perubahan resistansi sensor gas serbuk nano oksida logam diubah menjadi perubahan tegangan menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal yang terhubung ke unit mikroprosesor. Suhu operasi sensor gas yang dikembangkan dikontrol umpan balik menggunakan database yang menunjukkan suhu pemanas mikro yang bergantung pada daya, konverter digital / analog, transistor efek medan, dan mikroprosesor. Konsumsi daya dapat dihitung dengan menggunakan data yang tercantum di atas. Selain itu, konsumsi daya sensor gas komersial yang tertanam dalam modul pemantauan lingkungan nirkabel yang ditunjukkan pada Gambar 6 dapat dihitung dengan menggunakan tegangan dan arus yang direkomendasikan dalam brosur komersial.
Untuk mendapatkan respon sensor untuk mendeteksi paparan gas, dibuat rangkaian interogasi sensor pada PCB kecil dengan ukuran sekitar 4 cm × 4 cm, fotonya diberikan pada Gambar 6, di mana sisi depan dan belakang subsistem pemantauan lingkungan nirkabel menggunakan sensor gas serbuk nano oksida logam ditampilkan.
Commercial sensor FE T Developed sensor Variable resistor Variable resistor DA
C
Microprocessor Power converter (a) Antenna RF module Sensor selector S/W (b) Amplifier
Gambar. 6. Foto (a) depan dan (b) sisi belakang subsistem pemantauan lingkungan nirkabel menggunakan sensor gas MEMS.
Program ini berinteraksi dengan perangkat Bluetooth serial pada antarmuka pengontrol host dan tingkat penerima/pemancar asinkron universal. Perangkat lunak ini dikembangkan pada platform Micorsoft.net dengan menggunakan Visual C #. Ini juga mencakup antarmuka visual untuk memplot data waktu nyata dari saluran sensor yang berbeda pada perangkat nirkabel. Itu juga dapat mencatat dan menyimpan data dalam memori untuk analisis dan perbandingan lebih lanjut.

## 3. HASIL DAN DISKUSI

## 3.1. Evaluasi Sensor Gas
Berbagai gas, seperti NO 2 dan CO, telah digunakan dalam studi penginderaan kimiawi. Pemantauan gas-gas ini di lingkungan sangat penting. Seperti diketahui, molekul gas yang terserap kimiawi pada permukaan oksida logam menarik atau menyumbangkan elektron ke saluran konduksi, sehingga menimbulkan perubahan konduktansi.
Gas uji diimbangi dengan udara kering, dan konsentrasi gas nitrogen dioksida (NO 2 ) dan karbon monoksida (CO) bervariasi dari 0,1 ppm hingga 5 ppm dan dari 1 ppm hingga 50 ppm, masing-masing, dengan volume gas pembawa tetap. Bahan oksida logam di atas (umumnya semikonduktor tipe-n) yang terpapar gas pengoksidasi dan deoksidasi menunjukkan penurunan dan meningkatkan konduktansi, masing-masing, dengan meningkatnya konsentrasi gas. Suhu operasi sekitar 400ºC dipilih untuk sensor gas. Sifat penginderaan gas nitrogen dioksida (NO 2 ) dan karbon monoksida (CO) yang diukur ditunjukkan pada Gambar. 7(a) dan 7(b), masing-masing. Kurva yang meningkat sehubungan dengan waktu yang diukur yang sesuai dengan bagian bawah grafik menunjukkan perubahan respons. Untuk kedua kasus tersebut, respons penginderaan gas meningkat di bawah konsentrasi yang lebih tinggi. Perangkat sensor menunjukkan respon masing-masing sekitar 2,9 dan 0,15 untuk 1-ppm NO 2 dan 10-ppm CO. Selain itu, waktu respons dan waktu pemulihan untuk tingkat respons 90% adalah 38 detik dan 20 detik, masing-masing untuk 1-ppm NO 2 , dan 39 detik dan 44 detik, untuk gas CO 10-ppm. Kinerja sensor gas mikro di atas memenuhi batas untuk polutan NO 2 dan CO yang ditetapkan oleh Standar Kualitas Udara Ambien Nasional Kementerian Lingkungan Hidup, yaitu masing- masing 0,1 ppm dan 25 ppm [24].
Meskipun terdapat variasi resistansi basa R 0 , beberapa bentuk rumus fenomenologi empiris menggambarkan ketergantungan respon sensor gas berbasis SnO 2 pada konsentrasi berbagai gas [25]. Pada kondisi pita datar diketahui bahwa rumus-rumus tersebut mengasumsikan bentuk hukum pangkat R = Κ p gα , dimana R = ΔR / R 0 , Κ adalah konstanta reaksi, p g adalah konsentrasi gas atau tekanan parsial, dan α adalah eksponen antara 0 dan 1 [26]. Karena sensornya yang
terdiri dari serbuk nano dengan ketebalan kurang lebih λD dapat memenuhi kondisi pita datar, maka kemungkinan besar responnya dapat dijelaskan pada persamaan di atas. Gambar 8(a) dan 8(b) menunjukkan ketergantungan respon pada konsentrasi NO 2 dan CO dari sensor.
Gambar 7. Karakteristik penginderaan gas dari (a) sensor gas NO 2 dan (b) sensor gas CO.
Gambar 8. Sifat penginderaan gas yang bergantung pada konsentrasi gas untuk (a) 0,1-ppm hingga 5-ppm gas NO 2 dan (b) 1-ppm hingga 50-ppm CO.
Data disesuaikan dengan persamaan di atas, dengan Κ = 2,6 dan Κ = 0,03 dan α = 0,86 dan α = 0,62, di mana nilai eksponen α agak berbeda sesuai dengan sifat pusat akseptor [27], [28]. Pada suhu tinggi ini, penginderaan dan desorpsi gas difasilitasi dengan konsumsi daya yang sangat rendah sekitar 15 mW, yang merupakan keuntungan dari teknologi pemanas mikro. Dengan upaya pengoptimalan lebih lanjut, waktu respons dan pemulihan sensor gas kami dapat dikurangi ke level yang jauh lebih rendah.

## 3.2. Evaluasi Subsistem Pemantauan Lingkungan Berbasis PDA
Kinerja operasional berbasis PDA, subsistem pemantauan lingkungan dievaluasi melalui uji respons untuk gas CO dan NO 2 . Di lingkungan pemantauan subsistem, sensor gas oksida logam komersial juga terintegrasi, dan kinerja sensor gas, termasuk kita sendiri, oleh karena itu dapat diuji secara bersamaan. Misalnya, konsumsi daya pemanas mikro, batas deteksi gas minimum, waktu respons gas, dan sebagainya dapat dikonfirmasi melalui tampilan data pada panel PDA.
Untuk menguji pengoperasian subsistem pemantauan lingkungan, ditempatkan pada ruang stainless steel yang akan dilalui gas uji berbasis gas udara dengan konsentrasi yang diinginkan akan mengalir. Respons yang terdeteksi di sensor gas kemudian diubah dan dikirim ke PDA menggunakan modul Bluetooth. Semua pengukuran respons gas dilakukan dua kali per detik berturut-turut dengan menyimpan data profil waktu respons, yang terdiri dari tegangan stabil awal selama beberapa detik, variasi tegangan yang ditransformasikan dari paparan waktu yang diberikan ke setiap gas, dan profil pemulihan. untuk gas udara. Variasi tegangan yang diukur diubah dan ditampilkan sebagai konsentrasi gas di panel PDA melalui perbandingan dengan database yang disimpan di PDA, yang menunjukkan hubungan variasi tegangan dengan konsentrasi gas yang terdeteksi.
Data multivariat yang diukur dilanjutkan dengan metode yang dijelaskan di atas, mengekstraksi respons deteksi untuk setiap sensor, satu dibuat oleh kami dan yang lainnya oleh produk komersial. Foto pada Gambar 9 menunjukkan isi tampilan di PDA saat sensor terkena nitrogen dioksida (NO 2 ) dan karbon monoksida (CO). Jenis gas, konsumsi daya, konsentrasi gas yang terdeteksi, dan sebagainya ditampilkan untuk sensor gas kami dan sensor gas komersial. Gambar 9(a) dan 9(b) menunjukkan respons penginderaan dari sensor gas NO 2 dan CO yang dikembangkan untuk masing-masing gas NO 2 0,1 ppm dan gas CO 50 ppm. Dalam kedua kasus, respons penginderaan gas dari sensor gas kami serupa dengan sensor gas komersial, tetapi konsumsi daya lebih rendah daripada yang komersial.
12 5 ppm 9 6 1 ppm 3 0.5 ppm 0.2 ppm 0.1 ppm 0 0 200 400 600 800
1000 Time (s) (a)
0.4
50 ppm 0.3
0.2 10 ppm 0.1 5 ppm
1 ppm 0.0 0 200 400 Time (s) (b) 600 800
12 9 6 3 0 0 1 2 3 4 5 NO 2 concentration (ppm) (a) 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 10 2 0 30 4 0
50 CO concentration (ppm)
(b)
Subsistem yang dijelaskan di atas dapat diterapkan pada pemantauan lingkungan waktu nyata ( real time ) di sekitar pengguna yang memiliki pendamping terminal di mana-mana, jaringan sensor di mana-mana, rumah pintar, mobil cerdas, dan sebagainya. Sebagai contoh, headset Bluetooth dengan subsistem pemantauan lingkungan nirkabel yang dikembangkan yang memiliki sensor gas serbuk nano oksida logam ditunjukkan pada Gambar 10.
Informasi lingkungan yang terdeteksi, seperti konsentrasi gas nitrogen dioksida (NO 2 ) atau karbon monoksida (CO), ditampilkan pada panel PDA atau dikirim ke pengguna.
Indication for detected gas concentration Kind of gas sensor Measured gas sensor performance
Developed sensor Commercial sensor
(a) Indication for detected gas concentration Kind of gas sensor
Measured gas sensor performance Developed sensor
Commercial sensor
(b)
Gambar. 9 Foto isi tampilan dalam PDA ketika sensor disinari masing-masing ke (a) 0,1-ppm NO 2 dan (b) 50-ppm CO.
Kinerja sensor gas terukur, sensor yang dikembangkan sensor komersial jenis sensor gas Indikasi konsentrasi gas yang terdeteksi (a) Performa sensor gas terukur, sensor yang dikembangkan sensor komersial jenis sensor gas Indikasi konsentrasi gas yang terdeteksi (b)
Gas sensor RF module Variable resistor
Gambar 10. Foto headset Bluetooth dengan subsistem pemantauan lingkungan nirkabel yang memiliki sensor gas MEMS.

## 4. KESIMPULAN
Sensor gas serbuk nano logam oksida untuk subsistem pemantauan lingkungan nirkabel kompak dikembangkan dan hasil eksperimennya dievaluasi. Tanggapan dari MEMS jenis semikonduktor untuk gas nitrogen dioksida (NO 2 ) dan karbon monoksida (CO) masing-masing sekitar 2,9 dan 0,15 untuk 1-ppm NO 2 dan 10-ppm CO, dengan konsumsi daya 15-mW. Subsistem yang disajikan dalam makalah ini dikembangkan dengan menggunakan modul sensor gas, modul Bluetooth, dan telepon PDA. Penerapan teknologi ini dapat diperluas ke arah pengembangan sensor gas nirkabel yang akurat dan andal untuk monitor kualitas udara, monitor knalpot mobil, detektor kebocoran gas, dan monitor pembusukan makanan rumah dan lain-lain.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M. Sharifi and M. Okhovvat “Scate: A Scalable Time and Energy Aware Actor Task Allocation Algorithm in Wireless Sensor and Actor Networks,” ETRI J. , vol. 34, no. 3, June 2012, pp. 330-340.
[2]European Environment Agency, “Air Pollution,” 2001 Report.
[3] J. Moon et al., “Semiconducting ZnO Nanofibers as Gas Sensors and Gas Response Improvement by SnO 2 Coating,” ETRI J. , vol. 31, no. 6, Dec. 2009, pp. 636-641.
[4] C.S. Moon et al., “Highly Sensitive and Fast Responding CO Sensor Using SnO 2 Nanosheets,” Sensors Actuators B , vol. 131, no. 2, 2008, pp. 556- 564.
[5] L. Zhao et al., “The Effect of Mutiwalled Carbon Nanotube Doping on the CO Gas Response of SnO 2 - based Nanomaterials,” Nanotechnol. , vol. 18, no. 44, 2007, pp. 1-5.
[6] Widodo, Slamet., “Review Sensor Gas Berbasis Metal Oksida Semikonduktor Untuk Mendeteksi Gas Polutan Yang Selektif dan Sensitif”, Jurnal Techno-Socio Ekonomika, Vol. 12, No. 2, Oktober 2019. ISSN;1979-4835, Hal. 92-112.
[7] Widodo, Slamet., “Proses Pembuatan Divais Sensor Gas CO Berbasis Timah Oksida (SnO 2 ) Dengan Teknologi Film Tebal”, Proseding Seminar Nasional Teknologi Industri Hijau 3, Vol. 2, No. 1, Desember 2020, Hal. 28-41.
[8] J. Kong et al., “Nanotube Molecular Wires as Chemical Sensors,” Sci. , vol. 287, no. 5453, 2000, pp. 622-625.
[9] D. Zhang et al., “Detection of NO 2 Down to ppb Levels Using Individual and Multiple In 2 O 3 Nanowire Devices,” Nano Lett. , vol. 4, no. 10, 2004, pp. 1919-1924.
[10] N. Yamazoe and K. Shimanoe, “Theory of Power Laws for Semiconductor Gas Sensors,” Sensors Actuators B , vol. 128, no. 2, 2008, pp. 566-573.
[11] J.K. Prades et al., “Ultralow Power Consumption Gas Sensors Based on Self-Heated Individual Nanowires,” Appl. Phys. Lett. , vol. 93, no. 12, 2008, pp. 123110_1-123110_3.
[12] Q. Wan et al., “Fabrication and Ethanol Sensing Characteristics of ZnO Nanowire Gas Sensors,” Appl. Phys. Lett. , vol. 84, no. 18, 2004, pp. 3654- 3656.
[13]Widodo, Slamet., “Teknologi Proses Pembuatan Divais Sensor Gas NO 2 Dengan Lapisan Aktif In 2 O 3 ”, Jurnal Alchemy Penelitian Kimia, Vol.10, No.1, Maret 2014, Hal. 69-86.
[14]Widodo, Slamet., Wiranto, G., “Perancangan dan Pembuatan Divais Sensor Gas CO Berbasis Indium
Timah Oksida (ITO) Dengan Teknologi Lapisan Tipis”, JKTI, Vol.17, No.1, Juni 2015, Hal. 39-47. [15]Widodo, Slamet., “Teknologi Sol Gel Pada Pembuatan Nano Kristalin Metal Oksida Untuk Aplikasi Sensor Gas”, Prosiding Seminar Nasional Rekayasa Kimia dan Proses, Jurusan Teknik Kimia UNDIP, Semarang, 2010, ISSN: 1411-4216, Hal. E- 20-1 – E-20- 8.
[16]Widodo, Slamet., “Kajian Perkembangan Teknologi Sensor Gas Untuk Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor”, Jurnal Techno-Socio Ekonomika, Vol. 13, No. 1, April 2020. ISSN;1979-4835, e-ISSN: 2721-2335, Hal. 71-80.
[17] Widodo, Slamet., “Proses Pembuatan Nano Partikel Timah Oksida (SnO 2 ) Dengan Metode Sel Gel Sebagai Bahan Aktif Pada Sensor Gas Polutan”, Proseding Seminar Nasional Teknologi Industri Hijau 3, Vol. 2, No. 1, Desember 2020, Hal. 42-48. [18] M. Graf et al., “CMOS Microhotplate Sensor
System for Operating Temperature up to 500 o C,” Sensors Actuator B , vol. 117, no. 2, 2006, pp. 346- 352.
[19] C. Hagleitner et al., “Smart Single-Chip Gas Sensor Microsystem,” Nature , vol. 414, 2001, pp. 293-296.
[20] S.Z. Ali et al., “High Temperature SOI CMOS Tungsten Micro-Heaters,” Proc. IEEE Conf. Sensors , 2006, pp. 847-850.
[21]S.E. Moon et al., “Low-Power-Consumption and High-Sensitivity NO 2 Micro Gas Sensor Based on a Co-Planar Micro-Heater Fabricated by Using a CMOS-MEMS Process,” J. Korean Phys. Soc. , vol. 56, no. 1, 2010, pp. 434-438.
[22] F. Udrea et al., “Three Technologies for a Smart Miniaturized Gas-Sensor: SOI CMOS, Micromachining and CNTs — Challenges and Performance,” Proc. 2007 IEEE Int. Electron Dev. Mtg. Tech. Dig. , Washington, DC, Dec. 2007, pp. 831-834.
[23]S.E. Moon et al., “ High-Response and Low-Power- Consumption CO Micro Gas Sensor Based on Nano- powders and a Micro-heater,” J. Korean Phys. Soc. , vol. 60, no. 2, 2012, pp. 235-239.
[24]Korean Ministry of Environment, “Air Pollution,” 2010 Report.
[25] N. Barsan, M. Schweizer-Berberich, and W. Gopel, “Fundamental and Practical Aspects in the Design of Nanoscaled SnO 2 Gas Sensors: A Status Report,” J. Annal. Chem. , vol. 365, 1999, pp. 287-304.
[26]J. Gardner and P.N. Bartlett, “ Electronic Nose: Principles and Applications , New York: Oxford University Press, 1999.
[27]N. Barsan and U. Weimar, “Conduction Model of Metal Oxide Gas Sensors,” J. Electroceram. , vol. 7, 2001, pp. 143-167.

## [28] A. Kolmakov et al., “Detection of CO and O 2 Using
Tin Oxide NanoWire Sensors,” Adv. Mater. , vol. 15, 2003, pp. 997-1000.