PROTOTIPE PENDETEKSI PROSENTASE KADAR ALKOHOL DALAM MINUMAN BERBASIS MIKROKONTROLLER ATMEGA 8535 DENGAN OUTPUT LCD
NASKAH PUBLIKASI
disusun oleh
Anto Cuswanto 10.21.0520
kepada SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER AMIKOM YOGYAKARTA 2012
1
2
Prototype Detector Alcohol Levels In Precentage Based Drinks Atmega 8535 Microcontroller With Output LCD Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis Mikrokontroller Atmega 8535 Dengan Output LCD
Anto Cuswanto Jurusan Teknik Informatika STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT Health is a very important thing in human survival. To be able to live a healthy life than with exercise and lifestyle, of course, our bodies need nutrition from healthy foods and beverages as well. One of the factors that lead to food and drink becomes unhealthy is when foods and beverages contain substances that are not useful or even harmful to the body. Among the substances - substances that are preservatives, food coloring, alcohol, and much more. The issue that I will raise in this case is about beverages that contain high levels of alcohol allegedly circulating in the community. Alcohol can harm health if consumed in large quantities and continuously. Besides beverages containing alcohol in the drinks is unlawful and prohibited by religion. For tackling the problems and controversy, we need a tool that can detect exactly how the alcohol content in drinks. Until now, the tools used to detect the presence of alcohol in the solution is still very scarce and the price is still too expensive to reach by the public, therefore the alcohol detection system design is expected to be able to solve the problem - the problem. Based on the background of the research problem and after testing tool, it can be concluded that we can determine if there is and what percentage of alcohol content in drinks that have been tested. The work process tools which starts from 3 MQ sensor that takes data from a sample of beverage alcohol content to be measured, then the data is passed to the microcontroller which then will be read and processed in accordance with a program that has been injected. The results of the data processing was shown to LCD in the form of percentage points. Keywords: Prototype, Detection percentage, Alcohol, Beverages, Microcontroller Sensor MQ 3.
3
1.
Pendahuluan Kesehatan merupakan suatu hal yang sangat penting dalam kelangsungan hidup
manusia. Apabila tubuh sehat maka segala aktifitas tidak akan terhambat sehingga kita bisa melakukan apapun yang kita mau. Untuk bisa sehat selain dengan berolah raga dan pola hidup tentunya tubuh kita memerlukan asupan gizi baik dari makanan maupun minuman. Makanan dan minuman yang kita butuhkan tentunya juga hendaknya sehat dan mengandung berbagai zat – zat yang berguna untuk tubuh. Apabila makanan dan minuman tersebut tidak sehat maka tentunya akan mengganggu tubuh kita. Salah satu Faktor yang menyebabkan Makanan dan minuman menjadi tidak sehat yaitu kandungan zat yang ada didalamnya yang tidak bermanfaat
dan bahkan membahayakan bila
dikonsumsi. Diantara zat – zat itu adalah bahan pengawet, pewarna,alkohol , dan masih banyak lagi. Beberapajenis minuman yang disinyalir mengandung kadar alkohol yang banyak beredar di Masyarakat. Karena selain merugikan kesehatan bila dikonsumsi dalam jumlah yang banyak dan terus menerus minuman yang mengandung alkohol juga masuk dalam minuman yang haram dan dilarang oleh agama. 2.
Landasan Teori
2.1
Alkohol Alkohol sering dipakai untuk menyebut etanol, yang juga disebut grain alcohol
dan kadang untuk minuman yang mengandung alkohol. Hal ini disebabkan karena memang etanol yang digunakan sebagai bahan dasar pada minuman tersebut, bukan metanol, atau grup alkohol lainnya. Begitu juga dengan alkohol yang digunakan dalam dunia famasi. Alkohol yang dimaksudkan adalah etanol. Sebenarnya alkohol dalam ilmu kimia memiliki pengertian yang lebih luas lagi. Alkohol atau alkanol adalah istilah yang umum untuk senyawa organik apa pun yang memiliki gugus hidroksil (-OH) yang terikat pada atom karbon, yang ia sendiri terikat pada atom hidrogen dan/atau atom karbon lain. Alkohol dapat digunakan sebagai bahan bakar otomotif. Etanol dan metanol dapat dibuat untuk membakar lebih bersih dibanding bensin atau diesel. Alkohol dapat digunakan sebagai antibeku pada radiator. Untuk menambah penampilan mesin pembakaran dalam, metanol dapat disuntikan kedalam mesin Turbocharger dan Supercharger. Ini akan mendinginkan masuknya udara kedalam menyediakan masuknya udara yang lebih padat.
4
pipa masuk,
2.2
Mikrokontroller Atmel adalah
sebuah perusahaan yang sangat terkenal dengan produk
mikrokontroller. Mikrokontroler digunakan sebagai pusat pengontrol peralatan – peralatan elektronik tersebut.Karena itu sangat dibutuhkan suatu mikrokontroler yang beruku ran cukup kecil dan berdaya rendah sehingga memungkinkan didayai dengan menggunakan 1
baterai .. Misalnya mikrokontroler ATtinyxx, AT90Sxx, AT86RFxx, ATmega merupakan keluarga dari MegaAVR. Hal dasar yang membedakan masing – masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu ATMega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah ATMega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. 2.3
Sensor MQ – 3 Sensor adalah suatu alat yang dapat mengubah besaran fisik seperti temperatur,
gaya, kecepatan putaran, dan cahaya menjadi besaran listrik yang sebanding. Agar sensor dapat bekerja lebih baik dan tepat haruslah memiliki persyaratan sebagai berikut: a. Kepekaan, yaitu sensor harus dipilih sedemikian rupa pada nilai – nilai masukan yang ada dapat diperoleh keluaran yang cukup besar. b. Stabilitas waktu, yaitu untuk menentukan masukan tertentu, sensor harus dapat memberikan keluaran yang tetap nilainya dalam waktu yang lama. Rangkaian sensor pada Skripsi yang dibuat ini menggunakan sensor MQ3. Spesifikasi Sensor Ini: 1. Sensitifitas terhadap kadar alkohol tinggi dan rendah pada bensin 2. Respon yang cepat dan sensitifitas tinggi 3. Stabil dan tahan lama
4. Tegangan sumber 5 VDC atau AC 5. Suhu operasi -10 sampai 70 derajat C 6. Konsumsi arus kurang dari 750mW
1
MOh.Ibnu Malik,Belajar Mikrokontroler PIC16F84,2003 hal 1
5
Sensor MQ-3 merupakan sensor alcohol yang cocok untuk mendeteksi kadar alcohol secara langsung, missal pada nafas kita. Sensor alcohol MQ-3 memiliki sensitifitas tinggi dan waktu respon yang cepat.
2.4
Analog to Digital Converter ADC
adalah proses
pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital.
Penggunaan ADC sangat banyak, terutama dalam bidang pengukuran. Banyak keluaran sensor yang masih berupa analog yang harus dikonversi ke digital agar dapat diolah oleh mikrokontroler. Fungsi dasar dari pengubah analog ke digital adalah mengubah tegangan analog ke dalam bentuk biner, sehingga dapat diolah oleh mikrokontroler. data analog yang merupakan masukan ADC dapat berasal dari sensor ping, dan akan diubah kebentuk digital yang akan ditampilkan pada layar LCD. 2.5
Baskom AVR Bascom AVR adalah salah satu tool untuk pengembangan / pembuatan program
untuk kemudian ditanamkan dan dijalankan pada mikrokontroler terutama mikrokontroler 2
keluarga AVR . Bascom AVR juga bisa disebut sebagai IDE (Integrated Development Environment) yaitu lingkungan kerja yang terintegrasi, karena disamping tugas utamanya (meng-compile kode program menjadi file HEX / bahasa mesin), BASCOM-AVR juga memiliki kemampuan / fitur lain yang berguna sekali, contoh :
Terminal (monitoring komunikasi serial).
Programmer
(untuk
menanamkan
program
yang
sudah
di-compile
ke
mikrokontroler). 2.6
Downloader Downloader berfungsi untuk memasukkan bahasa pemrograman yang telah
dibuat kedalam mikrokontroler. Downloader mempunyai beberapa macam merk, namun spesifikasi kegunaannya secara umum adalah sama. Kami menggunakan downloader dengan merk K-125i.K-125i merupakan USB Atmel AVR ISP Programmer / downloader untuk semua Tipe AVR. 3
Analisis Dan Perancangan Sistem
3.1
Analisis Sistem
2
Didin Wahyudi,Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic Menggunakan Baskom-8051,2007 hal 27
6
Sistem ini berfungsi sebagai pendeteksi ada dan tidaknya zat alkohol yang terkandung dalam minuman yang telah diukur. Alat ini bekerja dengan otomatis dimana ketika digunakan untuk mengukur suatu cairan yang disinyalir mengandung kadar alkohol sesuai dengan hasil input dari sensor MQ-3 dan diolah oleh mikrokontroler dengan program yang telah dimasukkan kedalamnya dan hasilnya akan ditampilkan ke layar LCD. Secara keseluruhan proses perancangan “Prototipe Pendekteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis mikrokontroller Atmega 8535Dengan Output LCD “ ini, meliputi dua bagian utama yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). 3.2
Perancangan Perangkat Keras Prototipe Pendekteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis
mikrokontroller Atmega 8535 Dengan Output LCD dibagi manjadi tiga blok, yaitu blok masukan, blok proses, dan blok keluaran masing – masing blok mempunyai beberapa komponen: 3.3
Perancangan Mekanik Pembuatan perangkat mekanik terdiri dari perencanaan desain mekanis yang
mendukung
kinerja
alat
dan
berkarakter
sesuai
pada
kondisi
sesungguhnya.
Perencanaan ini terdiri dari pengaturan peletakan posisi sensor MQ-3 sebagai input data dan penampung alkohol dalam hal ini menggunakan gelas berukuran +- 200ml. 3.4
Perancangan Program Berikut adalah skema perancangan program
Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman
dari Prototipe Pendeteksi
Berbasis Mikrokontroller Atmega 8535
Dengan Output LCD. Dimana program akan dibuat menggunakan Bascom AVR. Start
Ukur alkohol
Baca data di eeprom
TIDAK Apakah sesuai dengan data yang sudah disimpan??
YA Tampilkan Hasil
END
7
4
Implementasi Dan Perancangan Implementasi sistem pada penelitian ini berupa pengujian alat secara
keseluruhan, dan pengujian tiap – tiap komponen dari sistem. Pembahasan dalam bab ini meliputi dua bagian utama yaitu : 1. Bagian Perakat keras (Hardware) 2. Bagian perangkat lunak (software)
4.1
Implementasi Rancangan Perangkat Keras Perangkat keras merupakan komponen nyata dari rancangan sistem. Berbeda
dengan perangkat lunak, kesalahan dalam merancang perangkat keras akan berpengaruh besar pada kinerja sistem. Selain itu, kesalahan dalam pemilihan maupun perakitan perangkat keras juga akan berpengaruh terhadap besar kecilnya biaya yang dibutuhkan untuk membangun sistem ini. 4.2
Implementasi Pengujian Perangkat Lunak ( Software ) Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis
Mikrokontroller Atmega 8535 Dengan Output LCD ini telah diprogram untuk membunyikan buzzer setiap selesai memasukkan program kedalam mikrokontroler. Selanjutnya mikrokntroler akan menampilan hasil dari respon sensor gas alcohol MQ – 3 ke LCD. 4.3
Pembahasan Alat Pembahasan
pada
bagian
ini
akan
implementasi alat secara keseluruhan.
8
menjelaskan
bagaimana
proses
Gambar Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Cara untuk menjalankan sistem yaitu dengan menyambungkan kabel power dengan aliran listrik sehingga akan mengalirkan arus listrik yang dari arus AC diubah menjadi tegangan 7 Volt dengan arus DC. Dengan tegangan tersebut akan mengaktifkan program yang ada pada mikrokontroler dan mengaktifkan semua komponen yang ada. Setelah semua komponen aktif maka alat ini siap digunakan untuk mengukur kadar alkohol. Prosesnya yaitu sampel minuman didekatkan ke sensor MQ – 3, kemudian hasil pembacaan sensor akan diteruskan ke Mikrokontroler dan data hasil proses Mikrokontroler akan ditampilakan ke layar LCD.
4.4
Hasil Percobaan Alat Percobaan alat dilakukan dengan cara mengukur beberapa sampel cairan
alcohol. Besarnya kadar dari sampel tersebut berbeda – beda, mulai dari batas minimal 10 % sampai dengan batas maksimal 100 % ( absolute alcohol ) disesuaikan dengan alkohol yang banyak beredar dimasyarakat. Setelah dilakukan pengujian maka alat ini bisa dikatakan berhasil karena dapat mengukur besarnya kadar alkohol ditiap – tiap sampel. Hasil dari pembacaannya pun bisa dikatakan akurat karena bisa tepat membaca prosentasenya. Beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan alat ini antara lain :
9
1. Alat dalam kondisi siap digunakan. 2. Semua komponen bekerja sebagaimana dengan fungsinya. 3. Sampel alkohol sesuai dengan yang sudah direkomendasikan. 4. Cara pengukuran sesuai dengan prosedur. 5. Udara dalam ruangan saat melakukan pengujian hendaknya bersih. Berikut merupakan tabel hasil percobaan pengujian Prototipe Pendeteksi Prosentase Kadar Alkohol Dalam Minuman Berbasis Mikrokontroller Atmega 8535 Dengan Output LCD :
Tabel Hasil Percobaan Alat Dalam keadaan Normal NO.
Pembacaan Nilai ADC Sensor MQ – 3 420
Banyaknya Pengujian Dalam 24 Jam 6 kali
Keterangan Hasil Pengujian
1.
Sampel Cairan Alkohol Dalam Persen (%) 10 %
2.
20 %
500
6 kali
Berhasil ( 20 % )
3.
30 %
600
6 kali
Berhasil ( 30 % )
4.
50 %
660
6 kali
Berhasil ( 50 % )
5.
70 %
710
6 kali
Berhasil ( 70 % )
6.
100 % ( absolute )
750
6 kali
Berhasil ( 100 % )
Berhasil ( 10 % )
Percobaan alat pada penelitian ini tidak hanya dilakukan dalam kondisi normal saja, tetapi juga dalam kondisi yang tidak normal. Kondisi Tidak normal dalam hal ini dimaksudkan ketika suatu saat alat digunakan untuk mengukur kadar alkohol selama lebih dari 5 jam terus – menerus dalam posisi on dan tidak pernah dimatikan. Hal ini mengakibatkan panas berlebih pada rangkaian khususnya pada sensor MQ – 3 sehingga tingkat sensitifitas sensor menjadi berkurang dan tidak valid.
10
Tabel Hasil Percobaan Alat Dalam Keadaan Tidak Normal ( Ekstrim )
NO.
Pembacaan Nilai ADC Sensor MQ – 3 Error
Banyaknya Pengujian Dalam 24 Jam 2 kali
Keterangan Hasil Pengujian
1.
Sampel Cairan Alkohol Dalam Persen (%) 10 %
2.
20 %
Error
2 kali
Gagal
3.
30 %
Error
2 kali
Gagal
4.
50 %
Error
2 kali
Gagal
5.
70 %
Error
2 kali
Gagal
6.
100 % ( absolute )
Error
2 kali
Gagal
5
Penutup
5.1
Kesimpulan
Gagal
Berdasarkan pada latar belakang, perumusan masalah dan hasil pengujian alat pada penelitian ini, maka penulis dapat menarik beberapa kesimpulan, antara lain: 1. Perancangan prototipe ini berhasil sesuai dengan perencanaan. 2. Alat dapat berfungsi dengan baik sebagaimana yang diinginkan. Dibuktikan dengan hasil percobaan pengujian terhadap beberapa sampel alkohol dan hasilnya sudah dimasukkan dalam tabel hasil percobaan alat. 3. Untuk alkohol yang telah diuji Tingkat keakuratannya bisa dipertanggungjawabkan. 4. Berdasarkan proses uji coba alat dapat diketahui bahwa Kadar alkohol 10 % berada diantara nilai ADC 420 – 445. Kadar alkohol 20 % berada diantara nilai ADC 500 – 535. Kadar alkohol 30 % berada diantara nilai ADC 600 – 626. Kadar alkohol 50 % berada diantara nilai ADC 660 – 680. Kadar alkohol 70 % berada diantara nilai ADC 710 – 721. Kadar alkohol absolut % berada diantara nilai ADC 750 – 770.
11
5.2
Saran Dari hasil uji coba ini masih terdapat beberapa kekurangan dan dimungkinkan
untuk pengembangan lebih lanjut, diantaranya adalah: 1. Alat ini diharapkan dapat digunakan oleh semua kalangan masyarakat. Selain itu untuk pihak – pihak tertentu alat ini tentunya akan sangat membantu, dalam hal ini contohnya seperti Polisi, BPOM, MUI dan lain – lain. 2.
Membutuhkan lebih banyak lagi sampel alkohol terutama untuk alkohol yang kadarnya belum banyak beredar dimasyarakat.
3.
Untuk pengembangan lebih lanjut sistem ini masih bisa ditambahkan baterai sebagai sumber arus listrik menggantikan adaptor agar bisa lebih mobile, dan praktis sehingga bisa dibawa kapan saja dan kemana saja.
Daftar Pustaka Ahmad Taufik Akbar.2011. Prototipe Sistem Pengukur Dan Penyimpanan Data Konsentrasi Alkohol ( C2H5OH ) Pada Minuman Menggunakan Sensor TGS 2620 Dan SD Card.Yogyakarta : Skripsi program S1 jurusan teknik elektro Universitas Gadjah Mada. Heryanto M. ary & Adi wisnu.2008. Pemrograman Bahasa C untuk mikrokontroler ATMega8535. Yogyakarta : Andi Offset. Lisya Mega Fortuna.2012. Pengukur Kadar Alkohol Di Udara Memanfaatkan Sensor Gas Mq-3 Berbasis Arduino.Yogyakarta : Skripsi program S1 jurusan teknik informatika STMIK Amikom Yogyakarta Malik Moh.ibnu.2003. Belajar Mikrokontroler PIC16F84.Yogyakarta: Gava Media. Wahyudi didin.2007. Belajar Mudah Mikrokontroler AT89S52 dengan Bahasa Basic Menggunakan Baskom-8051. Yogyakarta:
12
Andi
Offset.
