SISTEM
MONITORING DEBU DAN ASAP
BERBASIS
ARDUINO UNO DAN APLIKASI ANDROID
Achmad Ferryanto1, Eka Fitria Syifa Anisa2
INTISARI
Udara merupakan sebuah gas yang
mengelilingi bumi, udara sangat dibutuhkan bagi setiap makhluk hidup baik
manusia, hewan, maupun tumbuhan. Saat ini banyak orang yang kurang mengerti
kualitas udara disekitar mereka. Padahal pada zaman sekarang udara mudah
tercemar pada tempat tempat tertentu karena beberapa faktor. Perubahan terhadap
komposisi udara itu dapat berupa sifat kimia dan fisik. Keadaan seperti itu
biasa disebut dengan pencemaran udara. Pencemaran udara adalah kehadiran satu
atau lebih substansi fisik, kimia, atau biologi di atmosfer dalam jumlah yang
dapat membahayakan kesehatan manusia, hewan, dan tumbuhan, mengganggu estetika
dan kenyamanan, atau merusak properti. Pencemaran udara dapat ditimbulkan oleh
sumber-sumber alami maupun kegiatan manusia. Salah satu contohnya dalam
lingkungan sekitar yaitu pencemaran udara akibat asap rokok, debu, dan asap
kendaraan bermotor yang dapat mengganggu kesehatan pernapasan manusia. Akan
tetapi banyak dari kita kurang menyadari bahaya dari pencemaran udara tersebut
dapat mengganggu aktivitas sehari hari karena masyarakat itu sendiri kurang tau
seberapa baik kualitas udara di sekitar mereka. Maka dari itu dibuatlah Sistem Monitoring
Debu dan Asap Berbasis Arduino Uno untuk mengetahui seberapa tercemarnya
suatu udara pada tempat tertentu, yang mana diharapkan dapat meningkatkan
kesadaran masyarakat terhadap udara di lingkuran seitar mereka baik di dunia
perkuliahan maupun di dunia kerja.
Kata Kunci—Monitoring Kualitas Udara, Sensor Debu GP2Y1010AU0F, Sensor
MQ-135.
I. LATAR BELAKANG
Udara merupakan elemen
yang sangat diperlukan utuk keberlangsungan hidup manusia. Udara sangat mudah
tercemar karena beberapa faktor salah satunya yaitu dari manusia itu sendiri,
sehingga hal tersebut dapat mengakibatkan timbulnya beberapa penyakit terutama
pada pernapasan. Akan tetapi orang-orang sekitar kurang menyadari hal tersebut
dan bahkan tak acuh terhadap udara disekitar mereka. Maka dari itu untuk
mengetahui seberapa tercemar kualitas udara dibutuhkan suatu data untuk memonitoring
kualitas udara di suatu ruangan.
Alat ini dirancang menggunakan
Arduino Uno, Sensor Debu GP2Y1010AU0F, Sensor MQ-135, dan Bluethooth HC-05
dengan keluaran LCD dan aplikasi HP, yang nantinya dapat memantau bagaimana
kualitas udara di suatu ruangan.
II. RUMUSAN MASALAH
Berdasarkan uraian di atas, terdapat beberapa perumusan masalah yang
harus diperhatikan, yaitu:
1.
Mengetahui
cara kerja dari sistem monitoring debu dan asap pada ruangan
2.
Mengetahui
komponen komponen yang digunakan
3.
Mengetahui
nilai yang terukur pada alat
III. BATASAN MASALAH
Dalam pembuatan projek ini terdapat Batasan masalah terhadap sistem ini,
yaitu:
1.
Sistem
monitoring pada alat ini hanya dapat ditampilkan pada 1 perangkat saja
2.
Alat ini hanya dapat menampilkan kapasitas nilai debu dan asap tanpa
bisa mengatur atau mengubah nilai debu dan asap
IV. TUJUAN
Tujuan dari pembuatan projek ini yaitu:
1. Dapat membuat Prototype
Sistem Monitoring Debu dan Asap Berbasis Arduino Uno.
2. Dapat mengetahui,
mempelajari, dan membuat program dari Sistem Monitoring Debu dan Asap
Berbasis Arduino Uno tersebut.
3. Dapat mengimplementasikan
dan menerapkan sistem yang telah dibuat pada suatu ruangan.
V. KAJIAN PUSTAKA
Pembahasan dalam bagian ini meliputi perancangan dan komponen apa saja
yang digunakan dalam projek ini.
a. Sensor Debu
Optical
Dust Sensor GP2Y1010AU0F ialah sensor debu yang menggunakan inframerah. Sensor
ini pada umumnya digunakan dalam sistem pembersih udara. Prinsip kerja dari
sensor ini ialah dengan mendeteksi debu ataupun partikel yang lain kemudian
akan di pantulkan cahaya ke bagian penerim, pada partikel melewati keseluruhan
permukaan, kemudian oleh photodiode diubah menjadi tegangan. Tegangan harus
diperkuat untuk dapat membaca perubahan. Output dari sensor adalah tegangan
analog sebanding dengan kepadatan debu yang terukur, dengan sensitivitas
0.5V/0.1 mg/m3. (Sumber Refrensi: Datasheet GP2Y1010AU0F Optical Dust Sensor).
Gambar 1. Sensor Debu GP2Y1010AU0F
b. Sensor Asap
Sensor MQ-135
adalah jenis sensor
kimia yang sensitif terhadap
senyawa NH3, NOx,
alkohol, benzol, asap (CO),
CO2, dan lain-lain.
Sensor ini bekerja dengan
caramenerima perubahan nilai resistansi (analog)
bila terkena gas.
Sensor ini memiliki daya
tahan yang baik
untuk penggunaan penanda bahaya
polusi karena praktis
dan tidak memakan daya yang
besar. Penyesuaian sensitifitas sensor ditentukan
oleh nilai resistansi
dari MQ-135 yang berbeda-beda
untuk berbagai konsentrasi
gas-gas. Jadi, Ketika
menggunakan komponen ini, penyesuaian sensitifitas
sangat diperlukan. Selain
itu, kalibrasi pendeteksian konsentrasi NH3
sebesar 100 ppm atau alkohol
sebesar 50 ppm di udara.
Gambar 2. Sensor Asap MQ-135
c. Modul Bluethooth HC-05
Ada
dua jenis bluetooth ke modul serial dengan ganjil dan genap. Bluetooth seri
bernomor ganjil sebagai HC05 atau HC-03 adalah versi perbaikan dari Bluetooth
untuk Serial Modul HC-06 atau HC-04. Bluetooth ke serial modul HC-05 dapat
ditetapkan sebagai master atau slave perangkat seperti HC-06 modul yang hanya
bisa digunakan sebagai Slave.
Deskripsi
modul HC-05:
1)
Level
tegangan kerja 3.3V.
2)
Modul
memiliki 2 mode kerja (pemilihan mode dengan mengubah status pin 34 – KEY):
Auto-connect.
Mode ODAP, Anda dapat mengirim perintah AT untuk
berkomunikasi dengan modul. Dengan mengubah status 34 kaki (KEY), Anda dapat
mengkonfigurasi modus operasi modul:
Untuk membuat modul dalam mode koneksi otomatis: KEY
ke kondisi floating (tidak terhubung state).
Untuk modul bekerja di bawah modus respon perintah:
KEY = ‘0 ‗(koneksi ground) dan KEY = ‘1′ (terhubung ke Vcc) sekarang dapat
menggunakan perintah AT untuk berkomunikasi.
3)
Baudrate
1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, dapat di set sesuai dengan
kebutuhan user.
4)
Kebutuhan
Arus : Pairing 20～30mA. Setelah Pair: 8mA 5.
Frekuensi yang digunakan : 2.5 GHz
Gambar 3. Modul Bluethooth HC-05
d. Arduino Uno
Arduino
Uno merupakan salah satu Arduino yang murah, mudah didapat dan sering
digunakan. Arduino Uno ini dibekali dengan mikrokontroler ATMEGA328P. Versi
terakhir yang dibuat adalah versi R3. Modul ini sudah dilengkapi dengan
berbagai hal yang dibutuhkan untuk mendukung mikrokontroler untuk bekerja
(Junaidi & Prabowo, 2018). Arduino Uno mempunyai sebuah sekring reset yang
melindungi port USB komputer dari hubungan pendek dan arus lebih. Jika yang
diterima port USB lebih dari 500 mA, sekring secara otomatis akan memutuskan
koneksi sampai hubungan pendek atau kelebihan beban hilang (Sokop et al.,
2016).
(Indianto
et al., 2017) Papan Arduino ini merupakan papan mikrokontroler yang berukuran
kecil atau dapat diartikan juga dengan suatu rangkaian berukuran kecil yang
didalamnya terdapat komputer berbentuk suatu chip. Pada perangkat keras arduino
terdiri dari 20 pin yang meliputi :
1)
14
pin IO Digital (pin 0-13) Sejumlah pin digital dengan nomor 0-13 yang dapat
dijadikan input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.
2)
6
pin Input Analog (pin 0-5) Sejumlah pin analog bernomor 0-5 yang dapat
digunakan untuk membaca nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya
ke dalam angka antara 0 dan 1023.
3)
6
pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11) Sejumlah pin yang sebenarnya
merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat diprogram kembali
menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada Arduino IDE.
Gambar 4. Arduino Uno
e. LCD I2C
LCD I2C/IIC LCD I2C
adalah Modul LCD (Liquid Crystal Display) yang dikendalikan secara serial
sinkron dengan menggunakan protokol I2C/IIC (Inter Integrated Circuit) atau TWI
(Two Wire Interface). Normalnya, modul LCD dikendalikan secara paralel baik
untuk jalur data maupun kontrolnya. LCD ini dapat berfungsi untuk menampilkan
sesuatu berupa teks atau angka yang sudah di program dari mikrokontroler (Veronika
Simbar and Syahrin, 2017). LCD I2C/IIC ini mempunyai 4 kaki pin, yaitu pin GND
atau Ground, pin VCC 5 volt, pin kontrol SCL dan pin kontrol SDA
Gambar 5. LCD I2C
f.
Aplikasi HP
Aplikasi
HP adalah suatu aplikasi yang diproses menggunakan mitapp inventor, aplikasi
ini digunakan untuk memonitoring atau menampilkan nilai yang terukur dari
sensor debu dan asap. Untuk menampilkan nilai itu sendiri, HP harus mempairing
Bluetooth dari HC-05.
Gambar 6. Tampilan Aplikasi HP
g.
Diagram Blok
Gambar 7. Diagram Blok
h. Diagram Alir
Gambar 8. Diagram Alir
i.
Diagram Pengawatan
Gambar 9. Diagram Pengawatan
j.
Blok Pembuatan Aplikasi Android
Gambar 10. Blok Pembuatan Aplikasi Android
i. Program
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(9, 10); // RX, TX
int measurePin = 0;
int ledPower = 8;
float calcVoltage = 0;
float dustDensity = 0;
void setup(){
lcd.begin
lcd.backlight
Serial.begin(9600);
pinMode(ledPower,OUTPUT);
Serial.begin(9600);
mySerial.begin(9600);
}
void loop(){
digitalWrite(ledPower,LOW);
delayMicroseconds(280);
float voMeasured = analogRead(measurePin);
delayMicroseconds(40);
digitalWrite(ledPower,HIGH);
delayMicroseconds(9680);
calcVoltage = voMeasured *(5.0/1024.0);
dustDensity = 0.17 * calcVoltage - 0.1;
if ( dustDensity < 0)
{
dustDensity = 0.00;
}
Serial.println("Dust
Density:");
Serial.print
(dustDensity);
Serial.print ("
mg/m3");
delay(1000);
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("Debu");
lcd.setCursor(0,1);
lcd.print(dustDensity);
mySerial.print(dustDensity); //send
distance to MIT App
mySerial.print(";");
mySerial.print(dustDensity); //send
distance to MIT App
mySerial.println(";");
}
VI. HASIL DAN PEMBAHASAN
a. Gambar Alat
Gambar 11. Gambar Alat
b. Cara Kerja
Prinsip kerja dari alat ini adalah sensor GP2Y1010AU0F dan sensor MQ-135
mendeteksi debu dan asap pada ruangan. Hasil pembacaan kedua sensor tersebut
kemudian di kirim dan di olah oleh mikrokontroller arduino sehingga didapatkan
data konsentrasi debu dalam mg/
dan
konsentrasi asap dalam PPM. Data dari kedua variable tersebut akan
dimonitoring melalui LCD dan Aplikasi HP.
VII. KESIMPULAN
Telah dibuat sistem monitoring debu dan asap pada ruangan menggunakan
sensor GP2Y1010AU0F dan sensor MQ-135. Sistem yang telah dibuat mampu
mengetahui kondisi debu yang ada di sekitar sistem tersebut. Dari hasil yang
diperoleh, bahwa nilai yang terbaca oleh sistem terus berubah-ubah. Hal ini
dikarenakan kualitas udara sangat berpengaruh terhadap hasil pembacaan.
UCAPAN TERIMAKASIH
Judul untuk ucapan terima kasih dan referensi tidak diberi nomor. Terima
kasih disampaikan kepada Tim JNTETI yang telah meluangkan waktu untuk membuat
templat ini.
REFERENSI
Lasmana, D. S., & Fitriani, E. (2020,
October). RANCANG BANGUN PROTOTYPE ROBOT PENGHISAP DEBU MENGGUNAKAN OPTICAL
DUST SENSOR GP2Y1010AU0F. In Bina Darma Conference on Engineering Science (BDCES) (Vol. 2, No. 1, pp. 20-29).
Rosa, A. A., Simon, B. A., & Lieanto, K. S.
(2020). Sistem Pendeteksi Pencemaran Udara Portabel Menggunakan Sensor MQ-7 dan
MQ-135. Ultima Computing: Jurnal Sistem Komputer, 12(1), 23-28.
Zainuri, A., Wibawa, U., & Maulana, E.
(2016). Implementasi Bluetooth HC–05 untuk memperbarui informasi pada perangkat
running text berbasis Android. Jurnal EECCIS (Electrics, Electronics, Communications,
Controls, Informatics, Systems), 9(2), 163-167.
II, B. 2.1 Mikrokontroler. PENGATURAN SISTEM DAN SENSITIVITAS SENSOR PARKIR CERDAS BERBASIS
MIKROKONTROLER DI POLITEKNIK NEGERI PADANG, 6.
LAMPIRAN
Komentar
Posting Komentar