Prototype Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Pada Gudang Penyimpanan Gas LPG Berbasis Mikrokontroler
Albar 1 , Ifni Joi 2 , Rozi Helmudyra 3 123 Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang albar@pnp.ac.id
Kampus Politeknik Negeri Padang, Limau Manis Padang
Abstract— The  purpose  of  this  research  is  to  make  a  device  that  can  detect  LPG  gas  leaks  in  LPG  gas  storage warehouses. Tools made using Arduino as MQ-2 controllers and sensors to detect LPG gas leaks. The GSM sim800L module  functions to  send  SMS to  the  operator if it  detects  LPG gas  in  the air.  The  test  results  show  that the  sensor detects the presence of LPG gas, the sensor output voltage is 0.95 Vdc. When the sensor does not detect LPG gas, the sensor  output  is 0.35  Vdc.  Sim800L  requires  a  Vcc  voltage  of 5  VDC to  function. Pin  TX has  a  voltage  of  4.2Vdc to send SMS with the condition that there is a danger of gas and 4.4 Vdc when the SMS is not sent.
Keywords: Leakage, LPG Gas, Sensor MQ-2, and, GSM Module Sim800L, LCD
Abstrak— Tujuan  dilakukannya  penelitian  ini  adalah  membuat  sebuah  alat  yang  dapat  mendeteksi kebocoran gas LPG pada gudang penyimpanan gas LPG. Alat yang dibuat menggunakan arduino sebagai kontroller  dan  sensor  MQ-2  untuk  mendeteksi  kebocoran  gas  LPG.  Modul  GSM  sim800L  berfungsi mengirimkan  sms  kepada  operator  jika  mendeteksi  gas  LPG  di  udara.  Hasil  pengujian  menunjukkan sensor  mendeteksi  adanya  gas  LPG,  tegangan  output  sensor  sebesar  0.95  Vdc.Saat  sensor  tidak mendeteksi  gas  LPG  tengan  output  sensor  sebesar  0,35  Vdc.  Sim800L  membutuhkan  tegangan  Vcc sebesar 5 Vdc untuk dapat berfungsi. Pin TX memiliki tegangan 4,2Vdc untuk mengirimkan SMS dengan kondisi ada bahaya gas dan 4,4 Vdc saat SMS tidak terkirim.
Kata kunci: Kebocoran, Gas LPG, Sensor MQ–2, fan, Modul GSM Sim800L, LCD
© 2017 Elektron Jurnal Ilmiah

## I. PENDAHULUAN
Gas  LPG  banyak  dipakai  oleh  masyarakat  sebagai bahan  bakar  untuk  keperluan  rumah  tangga.  Namun dalam  beberpa  waktu  lalu  sering  terjadi  ledakan  dan kebakaran  yang  disebabkan  oleh  kebocoran  gas  LPG. Bahan  bakar  dengan  wujud  gas  ini  mempunyai  efek negatif,  yaitu  apa  bila  menguap  di  udara  bebas  akan membentuk  lapisan  dikarenakan  kondensasi.  Lapisan yang  terbentuk  ini  bersifat  mudah  terbakar,  sehingga sangat berbahaya apabila terjadi penumpukan di dalam ruangan  tertutup  dan  berpotensi  terjadi  kebakaran. Contohnya  seperti  sering  tejadi  kebakaran  dirumah- rumah maupun tempat industri yang menggunakan gas LPG  tidak  jarang menimbulkan  kerugian  yang  sangat besar,  baik  kerugian  materi  maupun  korban  jiwa. Akibat  dari  kebocoran  gas  pada  suatu  ruangan  selain menimbulkan  kebakaran,  kebocoran  gas  LPG  juga akan membuat pencemaran udara. Gas LPG juga dapat membahayakan  kesehatan,  apabila  gas  ini  terhirup oleh  manusia  akan  menyebabkan  susah  untuk bernafas,  tubuh  jadi  lemas,  akan  terasa  pusing,  mata jadi  berkunang-kunag  dan  kemungkinan  terburuk adalah  gagal  jantung.  Untuk  mengantisipasi  hal  yang demikian,  maka  dibutuhkan  sebuah  alat  yang  dapat mendeteksi  kebocoran  gas  LPG  sejak  dini,  sehingga ledakan  dan  pencemaran  udara  yang  diakibatkan  oleh kebocoran  gas  dapat  diketahui  lebih  awal  dan  bisa
mengurangi  terjadinya  kebakaran  dan  pencemaran udara.  Oleh  karena  itu,  sesuai  dengan  permasalahan yang telah dikemukakan, maka  dikembangkan  sistem untuk  mendeteksi  kebocoran  gas  LPG  pada  gudang penyimpanan  gas  LPG  berbasis  mikrokontroller. Tujuan penelitian ini adalah merancang  suatu  sistem yang    dapat    mendeteksi  kebocoran  gas  LPG    serta memberikan notifikasi melalui pesan sms.

## II. METODE PENELITIAN
A. Blok Diagram Sensor Ruangan Gas <50 Gas >100 >50 Gas <100 Mikrokontroler Tampilan Driver fan Handphone Pemancar
Gambar 1. Blok diagram pendeteksi kebocorn gas LPG
Berdasarkan  blok  diagram  sistem  pada  Gambar  1 dapat  dijelaskan    prinsip  kerja  alat  yang  dibuat. Prototype  alat  pendeteksi  kebocoran  ini  berfungsi untuk mendeteksi kebocoran gas, kebocoran gas dapat di  deteksi  menggunakan  sensor  MQ-2,  jika  senssor MQ-2  ini  mendeteksi  adanya  kadar  gas  di  udara/ada gas  bocor,  maka  sensor  ini  akan  meberikan  input berupa  data  kepada  LCD,  sehingga  LCD  akan menanmpilakn  kondisi  udara  pada  saat  sensor mendetaksi  gas  atau  tidak,  sensor  MQ-2  juga  akan memberikan  input  data  pada  modul  GSM  sim800L jika  sensor  MQ-2  mendeteksi  gas  LPG  dengan  nilai ADC besar dari 100 dan menimbulkan potensi bahaya diudara maka modul GSM sim800L akan mengirimkan  sms  pada  penjaga  gudang  sebagai pemberitahuan  ada  bahaya  kebocoran  gas  LPG,  jika tidak ada gas terdeteksi maka tidak ada pemberitahuan melalui  sms  dan  pada lcd  akan tampil  “kondisi  udara tidak  ada  gas  terdeteksi,  dan  saat  sensor  mendeteksi gas  dalam  jumlah  yang  sedikit  maka  pada  LCD  akan tampil  “kondisi  udara  ada  gas  terdeteksi”.  Kipas exchauts  fan  di  fungsikan  sebagai  alat  bantu  sirkulasi udara  supaya  udara  di  dalam  ruangan  tetap  bersih, selain  itu  exchauts  fan  ini  juga  dapat  berfungsi mengeluarkan  kandungan  gas  LPG  di  udara  jiga terjadi kebocoran gas.

## B. Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
Mikrokontroler  yang  digunakan  pada  alat  ini adalah mikrokontroler ATmega 328.
Pada mikrokontroler  ini  terdapat  14  pin  digital  dan  6  pin analog. Untuk menghubungkan mikrokontroler dengan  setiap  blok  rangkaian  digunakan  pin  header dan  konektor.  Ini  bertujuan  agar  pengguna  dapat mencabut  dan  memasang  sensor  dan  komponen lainnya  ketika  ada  kerusakan.  Input  yang  digunakan pada  alat  ini  berupa  sensor  MQ-2,.  Sedangkan  untuk outputnya  berupa  LCD  16x2,  modul  gsm  sim800L yang akan mengirimkan sms dan kipas fan exchauts.
Gambar 2.  Rangkaian prototype alat pendeteksi kebocoran gas LPG
Gambar hubungan pin I/O secara keseluruhan pada alat ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Adapun pin – pin yang digunakan pada mikrokontroler dapat dilihat pada tabel 1.

## Tabel 1. Pin mikrokontroler yang digunakan
Bagian Pin Keterangan Sensor MQ-2 A0 Pin  A0  dihubungkan  dengan pin  A0  yang  ada  pada  sensor MQ-2
Modul GSM sim800L 10,11 Pin  10  dihubungkan  ke  pin RXD  pada  modul  sim800L, sebagai  penerima  (Receiver).. Pin  11  dihubungkan  ke  pin TXD  modul  sim800L  sebagai pin serial pengirim LCD 16x2 (modul I2C) SCL SDA Pin  SCL    dihubungkan  ke  pin SCL  pada  modul  I2C  dan  A4 SDA  terhubung  ke  pin  SDA modul I2C. Relay 3 Pin  3  dihubungkan  ke  input relay  untuk  pengaktifan  kipas fan exchauts
C. Perancangan Perangkat Lunak (Software)
Pada  tahap  pembuatan  software,  aplikasi  yang digunakan  adalah  software  arduino.  Pemrograman merupakan  tahapan    penginputan  instruksi  berupa bahasa  C  kedalam  sistem  minimum  mikrokontroler. Instruksi  ini  berisi  perintah-perintah  yang  akan dieksekusi  dan menjalankan hardware  yang  berfungsi sebagai  pengeksekusi  dan  menjalankan  hardware. Agar  perancangan  software  mudah  dilakukan  dengan cepat  maka  terlebih  dahulu  membuat  sebuah  flow chart untuk menggambarkan jalannya sebuah program secara  keseluruhan.  Setelah  perancangan  flow  chart selanjutnya  adalah  pembuatan  program  dengan menggunakan  software  arduino  IDE.  Flowchart  dari alat  pendeteksi  kebocoran  LPG  dapat  dilihat  pada gambar 3.
Gambar 3. Flowchart

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah  pembuatan  alat  selesai  dilakukan,  maka tahap  selanjutnya  yaitu  pengujian  alat.  Pada  tahap pengujian  alat  ini  bertujuan  agar  mengetahui  apakah alat  bekerja  sesuai  dengan  harapan.  Gambar  4  adalah prototype alat yang telah dibuat.
Gambar 4. Prototype Alat pendeteksi kebocoran LPG
pengujian dan analisa  pada   prototype  alat  pendeteksi kebocoran gas LPG adalah
1. Sensor MQ-2
2. Relay
3. Modul SIM 800L
A . Pengujian dan Analisa Rangkaian Sensor MQ-2
Tujuan  dari  pengujian  sensor  MQ-2  ini,  untuk mengetahui  tegangan  outpurt  dari  sensor  gas  MQ-2 pada  saat  sensor  MQ-2  mendeteksi  gas  LPG.  Data hasil  pengukuran  gas pada  sensor  MQ-2  dapat  dilihat pada tabel 2.
Tabel 2. Data hasil pengukuran gas pada sensor MQ-2
Percobaan Waktu Data  ADC Sensor MQ-2 Vout Sensor MQ-2 Kondisi Udara 1 5 menit 28 0,1 Tidak Ada Gas terdeteksi 33 0,3 2 5 menit
35 0,5 34 0,5 Rata-rata Vout  sensor MQ-2 - - 0,35 3 5 menit 58 0,9 Gas terdeteksi 55 0,8 4 5 menit
60 0,9 87 1,2 Rata-rata Vout  sensor MQ-2 - - 0,95 5 5 menit 109 1,8 Bahaya
Gas 104 1,7
6 5 menit 153 2,1 217 2,4
Rata-rata Vout  sensor MQ-2 - - 2,0
Sensor  mendeteksi  adanya  gas  LPG,  pada  serial monitor  akan  terlihat  data  ADC.  Semakin  besar volume  gas  dalam  ruangan  maka  data  yang ditampilkan  semakin  tinggi  nilainya  dan  tegangan yang terukur pada sensor akan semakin tinggi . Ketika sensor  MQ-2  mendeteksi  gas, dapat  kita  lihat  data ADC  yang ditampilkan akan berbanding lurus dengan tegangan sensor yang dihasilkan.

## B. Pengujian dan Analisa Rangkaian Relay
Pengukuran  pada  relay  ini  untuk  melihat  kondisi transistor yang berperan sebagai saklar pada relay saat transistor  di  titik  saturasi  yang  dipicu  oleh Mikrokontroler.  Berdasarkan  hasil  dari  pengukuran pada  titik  pengukuran  sesuai  dengan  gambar  4  dapat dilihat pada tabel 3 adalah sebagai berikut. Rangkaian relay  dirancang  dengan  memanfaatkan  transistor sebagai  saklar.  Apabila  transistor  diberi  tegangan  5 Vdc  dengan  logika  high,  maka  akan  membuat transistor  bekerja.  Transistor  akan  bekerja  apabila tegangan  pada  VBE  telah  mencapai  tegangan  kerja transistor 0.83 Volt.
Gambar 4. Titik Pengukuran Relay Tabel  3. Hasil pengukuran  rangkaian relay
Relay Kondisi Input Low Kondisi Input High Tegangan NC Tegangan NC Relay  (TP1 ) 0 V DC 11,6 V DC
Ketika  transistor  bekerja  maka  anak  kontak  relay akan  mengaktifkan  kipas  fan  exchaut.  Pada  transistor bekerja  sebagai  saklar  yang ditandai  dengan  tegangan yang dihasilkan pada VCE, jika tegangan VCE = Vcc maka  tegangan  tersebut  berada  dalam  keadaan  Cut Off.  Sedangkan  jika  VCE  <  VCC.  Maka  tegangan tersebut berada dalam saturasi.
C. Pengujian dan Analisa Modul GSM sim800L
Pengujian pada SIM800L berfungsi untuk mengetahui  nilai  tegangan  dalam  keadaan  mengirim
SMS.  Gambar  5  merupakan  titik  pengujian  modul SIM800L

## Gambar 5 Titik pengujian modul SIM800L
Hasil  Hasil  Pengukuran  modul  GSM  sim800L dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengukuran modul GSM sim800L Vin (Vdc) SIM 800l SMS yang di kirimkan Titik pengukuran SIM800l Data ADC sensor MQ-2 TP1 (Vdc) TP2 (Vdc) 5 Tidak mengirim sms 4,6 4,4 < 50 5 Tidak mengirim sms 4,6 4,4 <100X >50 5 Mengirim sms Ada bahaya gas 4,2 4,2 >100
Dari  tabel  4  didapatkan  analisa  bahwa  sim800L membutuhkan  tegangan  Vcc  sebesar  5  VDC  untuk dapat  berfungsi.  Pin  TX  memiliki  tegangan  4,2V untuk  mengirimkan  SMS  dengan  kondisi  ada  bahaya gas  dan  4,4  VDC  saat  SMS  tidak terkirim.  Gambar  6 merupakan  pesan  sms  yang  diterima  jika  ada  bahaya gas.
Gambar 6. Tampilan sms jika ada bahaya gas

## IV. KESIMPULAN
1. Ketika  Sensor  mendeteksi  adanya  gas  LPG, tegangan  output  sensor  sebesar  0.95  VDC. Saat  kondisi  udara  dalam  keadaan  bahan  gas
LPG  tegangan  output  sensor  sebesar  2,0 VDC. Saat sensor tidak mendeteksi gas LPG
tengan output sensor sebesar 0,35 VDC.
2. LCD pada alat ini berfungsi untuk menampilkan  kondisi  udara  pada  ruangan, jika  data  ADC  pembacaan  sensor  MQ-2 kurang  dari  50  LCD  menampilakn  kondisi udara  tidak  terdeteksi  gas  LPG,  data  ADC besar  dari  50  kecil  dari  100  menampilkan kondisi  udara  gas  terdeteksi  pada  LCD,  data ADC  besar  dari  100  akan  LCD  akan menampilkan kondisi udara bahaya gas.
3. Modul  GSM  sim800L  berfungsi  sebagai perangkat  interface  untuk  menberi  notifikasi berupa  pesan  sms,  sms  akan  terkirim  jika kondisi udara bahaya gas.

## REFERENSI
[ 1]  Drs.  Suhaedi,  MT.  2012.  Perancangan  Sensor  Gas  HS133 Sebagai  Pendeteksi  Kebocoran    Pada  Gas  LPG.  Jurnal  Saint Terapan. Vol 4, No.1 2012.Hal 1-5
[2]  Lavanna  Indanus  Ramadhan,  Dahnial  Syauqy,  Barlian Henryranu  Prasetio.  2017.  istem  Pendeteksi  Kebocoran  Gas  LPG Menggunakan Metode Fuzzy yang Diimplementasikan dengan Real Time  Operating  System  (RTOS).  Jurnal  Pengembangan  Teknologi Informasi  dan  Ilmu  Komputer.  Vol.  1,  No.  11,  November  2017, hlm. 1206-1213.
[3]    Christian  Joko,  Komar  Nurul.  Prototipe  Sistem  Pendeteksi Kebocoran  Gas  LPG  Menggunakan  Sensor  Gas  MQ2,  Board Arduino Duemilanove,  B,  dan  Arduino GSM  Shield pada PT.  Alfa Retailindo (Carrefour Pasar Minggu). Jurnal TICOM, Vol. 2 No. 1, September 2013.
[4]  Rachmad  Hidayatullah,,  Husnibes  Muchtar.  2015.  Robot Pendeteksi  Kebocoran  Gas  Menggunakan  Mikrokontroller  Atmega 328  Dan  Sensor  Gas  MQ6.  êLEKTUM,  Vol.11,  No.2,  November 2015. Hal 36-46
[5] P. Jyothi ; G. Harish. 2016.  Design and implementation  of real time  vehicle  monitoring,  tracking  and  controlling  system.  2016 IEEE  International  Conference  on  Communication  and  Electronics Systems (ICCES). India
[6]  Prashant  A.  Shinde  ;  Y.B.  Mane.  2015.  Advanced  vehicle monitoring and tracking system based on Raspberry Pi. 2015 IEEE 9th  International  Conference  on  Intelligent  Systems  and  Control (ISCO). India
[7]  Ashish  Shrivastava,  Ratnesh  Prabhaker,  Rajeev  Kumar  and Rahul  Verma.  2013.    Gsm  Based  Gas  Leakage  Detection  System. International  Journal  of  Technical  Research  and  Applications Volume 1, Issue 2 (may-june 2013), PP. 42-45