SMART GAS SAFETY SYSTEM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A UNTUK MENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
LABORATORIUM MIKROKONTROLER I
SMART GAS SAFETY
SYSTEM BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA16A
UNTUK MENDETEKSI KEBOCORAN GAS LPG
Dosen Pengampu : Dr. Samuel Beta
Kuntardjo,Ing. Tech.,M.T
Disusun Oleh:
KELAS
EK-2B KELOMPOK 4
|
1 |
Azizah Rahma Nurhanisa |
3.32.24.1.04 |
|
2 |
Muhammad Ammar Setiawan |
3.32.24.1.16 |
|
3 |
Sulaiman Abdurrozzaq |
3.32.24.1.23 |
|
4 |
Thaalib Rifqi |
3.32.24.1.24 |
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2025
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Liquefied Petroleum Gas (LPG) merupakan salah satu jenis bahan bakar yang paling banyak digunakan dalam kebutuhan rumah tangga, khususnya untuk keperluan memasak. Kemudahan penggunaan dan efisiensinya menjadikan LPG pilihan utama masyarakat. Namun, di balik manfaatnya, LPG memiliki sifat mudah terbakar dan dapat menimbulkan ledakan apabila terjadi kebocoran yang tidak terdeteksi. Berbagai kasus kebakaran rumah tangga yang disebabkan oleh kebocoran LPG menunjukkan bahwa aspek keselamatan penggunaan LPG masih perlu mendapat perhatian serius.
Kebocoran gas biasanya terjadi akibat kerusakan selang, regulator yang tidak layak, atau pemasangan instalasi yang kurang tepat. Tanpa adanya sistem deteksi dini, kebocoran kecil sekalipun dapat menyebar dan membentuk konsentrasi gas yang cukup untuk memicu api. Oleh karena itu, diperlukan teknologi yang mampu mendeteksi kebocoran gas secara cepat dan memberikan respon otomatis untuk mencegah risiko kebakaran.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1.
Bagaimana merancang system yang mampu mendeteksi
kebocoran gas LPG secara real-time menggunakan sensor MQ-2?
2.
Bagaimana mikrokontroler ATmega16A dapat
mengolah data dari sensor dan memberikan respon otomatis untuk meminimalisir
risiko kebakaran?
3.
Bagaimana menampilkan data dan status sistem
secara jelas melalui LCD agar dapat dipantau oleh pengguna dengan mudah?
4.
Bagaimana memastikan solenoid valve dan buzzer
dapat bekerja secara efektif sebagai mekanisme pengamanan dan peringatan?
1.3 TUJUAN
1.
Membangun sistem deteksi dini kebocoran LPG
menggunakan sensor MQ2
2.
Mengembangkan sistem kontrol otomatis berbasis
ATmega16A
3.
Merancang alarm peringatan kebocoran LPG
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 
Gambar 2.1 ATmega16A
AVR merupakan seri mikrokontroler CMOS 8-bit buatan
Atmel,berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua
instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. AVR mempunyai 32 register
general-purpose, timer/counter fleksibel dengan mode compare, interrupt
internal dan eksternal, serial UART, programmable Watchdog Timer, dan mode
power saving, ADC dan PWM internal.AVR juga mempunyai InSystem Programmable
Flash on-chip yang mengijinkan memori program untuk diprogram ulang dalam
sistem menggunakan hubungan serial SPI. ATMega16. ATMega16 mempunyai throughput
mendekati 1 MIPS per MHz membuat disainer sistem untuk mengoptimasi konsumsi
daya versus kecepatan proses.
Dalam proyek Smart Gas Safety System, ATmega16A
berperan sebagai pengendali utama (controller) yang memproses data dari sensor
gas, menentukan kondisi aman atau berbahaya, serta mengendalikan keluaran
seperti relay, buzzer, dan tampilan LCD. Dengan penggunaan ATmega16A, sistem
dapat bekerja secara otomatis dan real-time dalam mendeteksi kebocoran gas LPG
serta memberikan respon perlindungan yang cepat dan akurat.
2.2
|
|
Gambar 2.2 Minimum System
Minimum system adalah rangkaian dasar yang wajib ada agar
mikrokontroler ATmega16A dapat bekerja dengan normal sebelum dihubungkan dengan
sensor, aktuator, maupun modul tambahan lainnya. Pada project ini, minimum
system menjadi fondasi utama agar ATmega16A mampu memproses data dari sensor
MQ-2 dan mengendalikan relay, buzzer, serta LCD
2.3
|
|
Gambar 2.3 Sensor Gas MQ-2
Sensor MQ2 merupakan sensor yang berfungsi untuk mendeteksi
gas yang mudah terbakar seperti LPG (Liquified Petroleum Gas),
i-butane, propane, methane, alkohol,
hydrogen, dan asap. Sensor ini
menghasilkan output analog yang berubah sesuai dengan kadar gas yang
terdeteksi. Pada sistem ini, MQ-2 berfungsi sebagai pendeteksi utama kebocoran
LPG. Ketika konsentrasi gas meningkat melebihi ambang batas tertentu, sensor
mengirimkan sinyal ke mikrokontroler untuk memicu respon pengamanan.
2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
|
|
Gambar 2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) merupakan alat yang berfungsi menampilkan informasi/karakter yang memiliki arti. LCD16x2 memiliki dimensi dengan lebar 80mm dan tinggi 36mm, serta jangkauan tegangan operasi yang digunakan adalah +3V sampai dengan +5V. Fungsi LCD pada sistem ini untuk menampilkan infromasi seperti kadar gas yang terdeteksi dan status sistem (“AMAN”, “BAHAYA”).
2.5
|
|
Buzzer merupakan komponen elektronika yang bekerja dengan cara mengubah sinyal listrik menjadi getaran-getaran yang dapat didengar oleh manusia. Buzzer digunakan sebagai alarm suara yang memberikan notifikasi kepada pengguna ketika terjadi kebocoran gas. Buzzer akan aktif atau berbunyi saat mikrokontroler mendeteksi bahwa konsentrasi LPG sudah mencapai tingkat berbahaya. Dengan konsumsi daya yang rendah (3V), buzzer mudah dikendalikan dan cukup keras untuk memberikan peringatan.
2.6
|
|
Relay merupakan sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai saklar elektrik, di mana relay akan bekerja sebagai penghubung dan pemutus arus listrik setelah pemicu (kumparan) yang ada di dalam relay dialiri tegangan listrik. Prinsip kerja yang dilakukan oleh relay adalah dengan prinsip mekanik yang dipicu oleh tegangan listrik dengan voltase 3,3 sampai 12V. Dalam proyek ini, relay digunakan untuk mengaktifkan atau mematikan solenoid valve, yaitu perangkat yang memutus aliran LPG ketika terdeteksi kebocoran.
2.7
2.7 Solenoid Valve
Selenoid valve adalah katup elektrik yang berfungsi sebagai
kran elektrik, di mana katup tersebut dikendalikan oleh kumparan di dalamnya
yang dialiri tegangan listrik AC atau DC. Sensor ini sering digunakan pada
sistem pneumatic. Dalam penelitian ini, selenoid valve digunakan sebagai kran
otomatis untuk menghambat aliran gas LPG ketika terjadi kebocoran gas LPG.
Jenis yang digunakan adalah selenoid valve dengan kondisi awal (katupnya)
terbuka atau umum disebut dengan kondisi normally open. Tegangan yang digunakan
untuk mengoperasikan sensor ini adalah 12DC/AC, dengan diameter pipa ½ inchi.
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
3.1
3.2 FLOWCHART
3.3 SKEMA RANGKAIAN
3.4 KODE PROGRAM
#include <mega16a.h>
#include <delay.h>
#include <alcd.h>
#include <stdio.h>
// Pin output
#define BUZZER PORTD.0
#define RELAY PORTD.1
#define LED_RED PORTD.3 // LED merah untuk bahaya
#define LED_GREEN PORTD.2 // LED hijau untuk sistem aman
// Fungsi baca ADC (0–1023)
unsigned int read_adc(unsigned char channel)
{
ADMUX = channel; // Pilih channel ADC (0–7)
ADMUX |= (1<<REFS0); // Referensi AVCC (5V)
ADCSRA |= (1<<ADSC); // Mulai konversi
while (ADCSRA & (1<<ADSC)); // Tunggu selesai
return ADCW; // Kembalikan nilai 10-bit
}
void init_adc()
{
ADMUX = (1<<REFS0); // AVCC sebagai tegangan referensi
ADCSRA = (1<<ADEN) | (1<<ADPS2); // Enable ADC + prescaler 16
}
void main() {
unsigned int adc_value;
char buffer[17];
// ---------------- KONFIG PIN ----------------
DDRD |= (1<<0); // Buzzer output
DDRD |= (1<<1); // Relay output
DDRD |= (1<<2); // LED hijau output
DDRD |= (1<<3); // LED merah output
BUZZER = 0;
RELAY = 0;
LED_RED = 0;
LED_GREEN = 1; // LED hijau menyala saat awal sistem
// ---------------- INIT LCD & ADC ----------------
lcd_init(16);
lcd_clear();
lcd_gotoxy(3,0);
lcd_putsf("SMART GAS");
lcd_gotoxy(3,1);
lcd_putsf("DETECTION");
delay_ms(1500);
init_adc();
// ---------------- LOOP UTAMA ----------------
while(1)
{
adc_value = read_adc(0); // Baca MQ2 dari ADC0 (PA0)
lcd_clear();
lcd_gotoxy(0,0);
lcd_putsf("ADC:");
sprintf(buffer, "%4u", adc_value);
lcd_gotoxy(4,0);
lcd_puts(buffer);
// --- Logika deteksi gas (atur threshold) ---
if(adc_value > 650) // *** batas gas, bisa Anda ubah ***
{
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("Status: Bahaya");
BUZZER = 1; // Hidupkan buzzer
RELAY = 1; // Relay ON
LED_RED = 1; // LED merah ON
LED_GREEN = 0; // LED hijau mati
}
else
{
lcd_gotoxy(0,1);
lcd_putsf("Status: Aman");
BUZZER = 0;
RELAY = 0;
LED_RED = 0; // LED merah mati
LED_GREEN = 1; // LED hijau ON
}
delay_ms(250);
}
}
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
2.8 Prototipe Project
4.2 CARA KERJA
RANGKAIAN
Sistem bekerja dengan memantau kadar gas LPG di sekitar area menggunakan sensor MQ-2. Sensor ini mendeteksi adanya peningkatan konsentrasi gas di udara, lalu mengirimkan data ke mikrokontroler ATmega16A untuk diproses. ATmega16A menampilkan nilai konsentrasi gas secara real-time pada LCD I2C agar dapat dipantau pengguna.
Jika kadar gas masih dalam batas normal, sistem berada dalam kondisi aman dan solenoid valve tetap terbuka sehingga aliran gas berjalan seperti biasa. Namun, ketika konsentrasi gas melebihi ambang batas berbahaya, ATmega16A akan segera mengaktifkan relay yang memutus arus ke solenoid valve sehingga katup menutup dan aliran gas berhenti. Pada saat yang sama, buzzer menyala sebagai alarm peringatan bahaya kebocoran gas.
4.3 LAMPIRAN
Link
Video :
https://youtu.be/O7YGP8ywhHg?si=xshOQ1-FlKEjrMdq
https://drive.google.com/drive/folders/1n0rA6lGNAJdWutlLH3Mmz7rMig6nZL0c?usp=drive_link
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Sistem
ini berfungsi untuk mendeteksi kebocoran gas LPG secara otomatis menggunakan
sensor MQ-2 yang terus memantau kadar gas di udara. Data yang terbaca diproses
oleh mikrokontroler ATmega16A dan ditampilkan pada LCD I2C. Selama kadar gas
normal, solenoid valve tetap terbuka sehingga aliran gas berjalan aman. Namun
ketika konsentrasi gas melebihi ambang bahaya, mikrokontroler memerintahkan
relay untuk menutup solenoid valve dan menghentikan aliran gas, sekaligus
menyalakan buzzer sebagai alarm peringatan. Dengan demikian, sistem mampu
memberikan respons cepat untuk mencegah risiko kebakaran akibat kebocoran gas.
DAFTAR PUSTAKA
Academia.edu. (n.d.). Modul Mikrokontroler AVR.
Retrieved from Academia.edu:
https://www.academia.edu/download/83229919/2851.pdf
Arduino Indonesia. (2024,
Juni). Review Sensor Gas MQ-2: Deteksi Gas dengan Arduino. Retrieved
from Arduino Indonesia:
https://www.arduinoindonesia.id/2024/06/review-sensor-gas-mq-2-deteksi-gas-dengan-arduino.html
Holihuh. (2008, Agustus).
ATmega16. Retrieved from IlmuKomputer.org:
https://ilmukomputer.org/wp-content/uploads/2008/08/sholihul-atmega16.pdf
Indonesia, A. (2023,
January). Pengertian dan Penjelasan tentang Mikrokontroler ATmega16.
Retrieved from Arduino Indonesia:
https://www.arduinoindonesia.id/2023/01/pengertian-dan-penjelasan-tentang-mikrokontroler-atmega16.html
Polgan, J. M. (2022). Analisis
Perancangan Alat Pendeteksi Kebocoran Gas LPG Berbasis Sensor MQ-2 dan
Arduino Uno. Retrieved from Jurnal Minfo Polgan:
https://jurnal.polgan.ac.id/index.php/jmp/article/view/11804
Triazis13. (2014,
November 18). Sistem Minimum Mikrokontroler AVR. Retrieved from
WordPress:
https://triazis13.wordpress.com/2014/11/18/sistem-minimum-mikrokontroler-avr/
Komentar
Posting Komentar