BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Mikrokontroler

9

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Mikrokontroler

Soemarsono, dkk (2015) Mikrokontroler dapat dianalogikan

dengan sebuah komputer yang seluruh atau sebagian besar

elemennya dikemas dalam satu chip IC, sehingga sering disebut single

chip microcomputer. Artinya bahwa di dalam sebuah IC mikrokontroler

sebetulnya sudah terdapat kebutuhan minimal agar mikrokontroler dapat

bekerja, yaitu meliputi mikroprosesor, ROM, RAM, I/O dan clock

seperti halnya yang dimiliki oleh sebuah PC (Personal Computer).

Mengingat kemasannya yang hanya berupa sebuah chip dengan

ukuran yang relatif kecil tentu saja spesifikasi dan kemampuan yang

dimiliki oleh mikrokontroler menjadi lebih rendah bila dibandingkan

dengan sistem komputer seperti PC baik dilihat dari segi kecepatann-

ya, kapasitas memori maupun fitur-fitur yang dimilikinya. Perbedaan

RAM dan ROM antara komputer dengan mikrokontroler adalah pada

mikrokontroler ROM jauh lebih besar dibanding RAM, sedangkan

dalam komputer RAM jauh lebih besar dibanding ROM.

2.2 Arduino

Menurut Muhammad Syahwil (2017) Arduino adalah sebuah

pengendali mikro board tunggal yang memiliki sifat terbuka (open source)

yang diturunkan dari platform berbasis Wiring. Pengendali ini dirancang

untuk mempermudah penggunaan dalam berbagai bidang elektronik.

Hardware arduino mengandung prosesor jenis Atmel AVR, dan memiliki

bahasa pemrograman tersendiri.

Hardware dalam arduino memiliki beberapa jenis, yang mempunyai

kelebihan dan kekurangan dalam setiap papannya. Penggunaan jenis

arduino disesuaikan dengan kebutuhan, hal ini yang akan mempengaruhi

dari jenis prosseror yang digunakan. Jika semakin kompleks perancangan

10

dan program yang dibuat, maka harus sesuai pula jenis kontroler yang

digunakan. Yang membedakan antara ardruino satu dengan yang

lainya adalah penambahan fungsi dalam setiap boardnya dan jenis

mikrokontroler yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah arduino uno.

Gambar 2.1. Arduino Uno (Kadir, 2013)

Hardware arduino uno memiliki spesifikasi sebagai berikut :

a. 14 pin IO Digital (0-13 )

Sejumlah pin digital dengan nomor 0-13 dapat difungsikan sebagai

input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.

b. 6 pin Input Analog (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.

c. 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 IDE.

11

2.3 Arduino IDE

Menurut Muhammad Syahwil (2017) Arduino dikatakan sebagai

sebuah platform dari physical computing yang bersifat open source.

Maksud dari platform bahwa Arduino bukan hanya sebagai alat

pengembang, tetapi merupakan kombinasi dari hardware, bahasa

pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang

canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk

menulis program, mengcompilemen jadi kode biner dan mengupload ke

dalam memory mikrokontroler. Software Arduino dapat di instal di

beberapa Operating system diantaranya: Windows, Mac OS, dan Linux.

Arduino IDE dibuat dari bahasa pemrograman JAVA. Arduino IDE

juga dilengkapi dengan library C/C++ yang biasa disebut Wiring yang

membuat operasi input dan output menjadi lebih mudah. Arduino IDE ini

dikembangkan dari software Processing yang dirombak menjadi Arduino

IDE khusus untuk pemrograman dengan Arduino.

2.4 Sensor MQ-2

Lowongan, dkk (2015) Sensor MQ-2 merupakan sensor yang

dapat mendeteksi beberapa jenis gas yang mudah terbakar seperti butana,

metana, LPG, propana, alkohol, hidrogen dan dapat mendeteksi PPM

asap karbon.

Bahan utama sensor ini adalah SnO2 dengan konduktifitas rendah

pada udara bersih. Jika terdapat kebocoran gas konduktifitas sensor

menjadi lebih tinggi,setiap kenaikan konsentrasi gas maka konduktifitas

sensor juga naik.

Sensor MQ-2 terdapat 2 masukan tegangan yakni VH dan

VC. VH digunakan untuk tegangan pada pemanas (Heater) internal dan

Vc merupakan tegangan sumber. Catu daya yang dibutuhkan pada

sensor MQ-2 adalah Vc <24VDC dan VH= 5V ±0.2V tegangan AC atau

DC.

12

Sensor gas dan asap ini mendeteksi konsentrasi gas yang mudah

terbakar di udara serta asap dan output membaca sebagai tegangan

analog. Sensor dapat mengukur konsentrasi gas mudah terbakar dari

300 sampai 10.000 sensor ppm. Sensor MQ-2 dapat beroperasi pada

suhu dari -20 sampai 50 ° C dan mengkonsumsi kurangdari 150 mA

pada 5V.

2.5 Flame Module

Yendri, dkk (2017) Flame module merulakan module yang terdiri

dari sensor api, Sensor ini dapat mendeteksi nyala api dalam rentang

panjang gelombang 760 nm~1100 nm, seperti ditunjukkan

pada Gambar 2.5. Sensor ini dapat mendeteksi suhu panas berkisar 25 °C

–85 °C. Sensor ini dapat mendeteksi api dari jarak 100 cm dengan

keluaran tegangan sebesar 0,5 V, dan pada jarak 20 cm dengan ob-

jek sensor ini dapat mengeluarkan keluaran tegangan sebesar 5 V.

2.6 Buzzer

Buzzer merupakan sebuah komponen elektronika yang masuk dalam

keluarga transduser, dimana dapat mengubah sinyal listrik menjadi getaran

suara. Nama lain dari komponen ini disebut dengan beeper. Dalam

kehidupan sehari – hari, umumnya digunakan untuk rangkaian alarm pada

jam, bel rumah, perangkat peringatan bahaya, dan lain sebagainya. Jenis

buzzer yang sering ditemukan dipasaran yaitu tipe piezoelectric. Dikanakan

tipe ini memiliki kelebihan seperti harganya yang relatif murah, mudah

dalikasikan ke dalam rangkaian elektronika.

Pada saat ada aliran catu daya atau tegangan listrik yang mengalir

ke rangkaian yang menggunakan piezoelectric, maka akan terjadi

pergerakan mekanis pada piezoelectric tersebut, dimana gerakan tersebut

mengubah energi listrik menjadi energi suara yang dapat didengar oleh

telinga manusia.

13

Piezoelectric buzzer menghasilkan frekuensi di range kisaran

antara 1 – 5 kHz hingga 100 kHz yang diaplikasikan ke Ultrasound.

Tegangan operasional piezoelectric pada umumnya yaitu berkisar antara

3Vdc hingga 12 Vdc. (Egal,2017)

2.7 Relay

Menurut Muhammad Syahwil (2017) Relay adalah saklar (switch)

yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen

Electromechanical (elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama

yakni Elektro magnet (coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak

Saklar/Switch). Relay menggunakan prinsip elektromagnetik untuk

kontak saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil ( low power) dapat

menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Sebagai contoh,

dengan relay yang menggunakan electromagnet 5V dan 50 mA

mampu menggerakan armature relay (yang berfungsi sebagai saklarnya)

untuk menghantarkan listrik 220V 2A. Sebuah relay tersusun atas

kumparan, pegas, saklar (terhubung pada pegas) dan 2 kontak elektronik

( normally close dan normally open ).

Pada dasarnya, di sebuah relay sederhana terdiri dari 4 komponen

dasar yaitu :

a. Electromagnet(Coil)

b. Armature

c. Switch Contact Point (Saklar)

d. Spring

Kontak Poin (Contact Point) relay terdiri dari 2 jenis yaitu :

a. Normally close(NC) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay

tidak aktif atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi terbuka.

b. Normally open(NO) : saklar terhubung dengan kontak ini saat relay aktif

atau dapat dikatakan saklar dalam kondisi tertutup

14

2.8 LCD 16x2

Menurut Muhammad Syahwil (2017) LCD (Liquid Crystal Display)

adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai

penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya

alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, atau pun layar komputer.

Pada postingan aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan

jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang

nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat.

Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :

a. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris.

b. Mempunyai 192 karakter tersimpan.

c. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit.

d. Dilengkapi dengan back light.

2.9 Water Pump

Wikikomponen (2018) Water Pump merupakan alat elektronika

yang berfungsi menyedot air, pompa bekerja dengan cara memindahkan

sejumlah volume air melalui ruang suction menuju ruang outlet dengan

menggunakan impeller, sehingga seluruh ruang udara terisi oleh air dan

menimbulkan tekanan fluida untuk terus didorong keluar menuju pipa

penyaluran.

Terdapat bagian-bagian penting dari water pump yaitu :

a. Motor

Bagian ini merupakan bagian utama dari sebuah pompa air, dengan

menggunakan motor tersebut sebuah pompa dapat berfungsi

b. Valve

Bagian ini berfungsi untuk memisahkan bagian isap dan bagian pompa,

sehingga terjadi perbedaan tekanan dan pemisahan air.

15

c. Kapasitor

Terdapat sebuah kapasitor yang bertugas membantu start motor

penggerak.

2.10 Resistor

Menurut Muhammad Syahwil (2017) Fungsi resistor pada rangkaian

elektronika adalah sebagai penahan tegangan dan arus. Sesuai dengan

namanya resist arti nya adalah tahanan. Kita buat contohnya menghidupkan

LED, jika kita menghubungkan LED secara langsung dengan power supplay

maka LED akan rusak karena nilai arus yang terlalu besar. Untuk

mengurangi arus pada LED maka digunakan lah resistor sebagai penahan

Arus, sehingga LED bisa menyala tapi tida merusak karena kelebihan Arus.

Nilai Tahanan Resistor adalah Ohm. Makin besar nilai Ohm suatu

resistor maka makin besar nilai tahanan nya. Kita buat lagi contoh misalnya

untuk LED. Jika kita beri nilai tahanan 220 Ohm pada LED dan dilalui

tegangan 5V maka nyala LED akan terang. Namun jika kita beri nilai

tahanan lebih tinggi seperti 1K Ohm, maka LED akan lebih redup. Dari

gejala Terang redup nya LED ini dapat disimpulkan bahwa nilai Tahanan

pada resistor memang berpengaruh kepada besar nya arus yang di lewati.

Untuk menghitung nilai tahanan atau resistor pembatas dari LED

dihunakan rumus :

R = (Vs-Vf) ÷ I

Dimana :

R : Besaran nilai tahanan pembatas (ohm)

Vs : Tegangan supli ( tegangan output Arduino, 5 V)

Vf : Tegangan Bias maju LED (missal 1,7 V)

I : Aus yang dibutuhkan atau arus bias maju LED

( missal I = 20Ma = 0,02 A)

Maka, besar nilai R dapat dihitung :

R=(Vs – Vf) ÷ I =(5V-1,7V) ÷0.02 = 165Ω

16

Dengan demikian kita dapat memilih restor yang besarnya 220Ω dengan

minimal daya 1 watt dimana daya P=12R.

2.11 LED (Light Emitting Diode)

Menurut Muhammad Syahwil (2017) LED (Light Emitting Diode)

atau juga dikenal dengan istilah Dioda Pemancar Cahaya akan

mengeluarkan cahaya bila diberi tegangan 1,8 V dengan arus 1,5 mA. LED

banyak digunakan sebagai lampu indicator dan peraga display. Lampu

LED terbuat dari plastic dan diode semikonduktor yang dapat menyala

apabila dialiri tenaga listrik rendah (sekitar 1,8 volt DC). Terdapat macam-

macam warna dan bentuk dari lampu LED yang disesuaikan dengan

kebutuhan dan fungsinya.

2.12 Kabel Jumper

Belajariot (2018) Kabel jumper adalah kabel elektrik untuk

menghubungkan antar komponen di breadboard tanpa memerlukan solder.

Kabel jumper umumnya memiliki connector atau pin di masing-masing

ujungnya. Connector untuk menusuk disebut male connector, dan

connector untuk ditusuk disebut female connector.kabel jumper dibagi

menjadi 3 yaitu :

a. Male to Male

b. Male to Female

c. Female to Female

2.13 LPG (Liquified Petroleum Gas)

2.13.1 Pengertian LPG (Liquified Petroleum Gas)

Menurut Studylibi (2018) Liquified Petrolieum Gas adalah

campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal dari

gas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan

suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi

propana (C3H8) dan butana (C4H10). Elpiji juga mengandung

hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya

etana(C2H6) dan pentana(C5H12).

17

Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume

elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk

gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam

bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk

memungkinkan terjadinya ekspansi panas (thermal expansion)

dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara

penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara

volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair

bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi

biasanya sekitar 250:1.

Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu

elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana.pesifikasi

masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur

Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 5K/36/DDJM/1990. Elpiji

yang dipasarkan oleh Pertamina dalah elpiji campuran.

2.13.2 Sifat LPG

Berikut merupakan sifat LPG:

a. Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar.

b. Gas tidak beracun, tidak berwarna.

c. Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan

cepat.

d. Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan

banyak menempati daerah yang rendah.

LPG dapat terbakar /meledak harus memenuhi 3 unsur yaitu :

a. Hydrocarbon (BBM atau BBG)

b. Oxigen (Terdapat dalam udara yang kita hirup untuk

bernafas)

c. Panas (Korek api, pematik, loncatan bunga api, elektrik

statis dll.)

18

Ketiga unsur ini yang disebut segitiga api, dari ketiga unsur

tersebut akan terjadi reaksi kimia yang menyebabkan timbulnya

api. Jika salah satu unsur dihilangkan maka api dapat

dipadamkan.

Gambar 2.2. Segitiga Api (www.pemadamapi.id)

2.13.3 Pengguna LPG

Penggunaan LPG di Indonesia terutama adalah sebagai

bahan bakar alat dapur (kompor gas). Selain sebagai bahan

bakar alat dapur, LPG juga cukup banyak digunakan sebagai

bahan bakar kendaraan bermotor (walaupun mesin

kendaraannya harus dimodifikasi terlebih dahulu

menggunakan converter kit) dan juga untuk proses suatu

industri moderen.

2.13.4 Bahaya LPG

Salah satu resiko penggunaan LPG adalah terjadinya

kebocoran pada tabung atau instalasi gas sehingga bila

terkena api dapat menyebabkan kebakaran. Tekanan LPG

cukup besar sehingga kebocoran LPG akan membentuk gas

secara cepat dan merubah volumenya menjadi lebih besar.

19

2.13.5 Tabung Gas LPG

Menurut Dedi Darmawan (2014) Tabung baja LPG adalah

tabung bertekanan yang dibuat dari plat baja karbon canai panas,

digunakan untuk menyimpan gas LPG (liquefied petroleum gas)

dengan kapasitas pengisian 3 kg (7,3 liter) dan memiliki tekanan

rancang bangun minimum 18,6 kg/cm2. Bahan baku yang

digunakan untuk badan tabung gas LPG 3 kg sesuai dengan SNI

07-3018-2006, “Baja lembaran pelat dan gulungan canai panas

untuk tabung gas (Bj TG)” atau JIS G 3116 SG 30 (SG 295).

Proses yang berhubungan dengan pembuatan tabung gas

LPG 3 kg yaitu dengan teknik pembentukan logam prinsip

dasarnya yaitu melakukan perubahan bentuk dengan cara

memberikan gaya luar sehingga terjadi deformasi plastis pada

benda kerja. Proses pembuatan tabung gas LPG berdasarkan

temperatur termasuk proses cold working. Proses yang

berhubugan dengan pembuatan tabung LPG 3 kg yaitu: Shearing,

Blanking, Notching, Pierching, Bending, Deep Drawing, Edge

Trimming, Welding, Jogling, Turning, Treading and marking.

Kemudian tabung LPG yang terdiri dari 4 bagian , yaitu pegangan

tangan, tabung sisi atas, tabung sisi bawah dan kaki tabung

dilakukan pengelasan.

2.13.6 Jenis Kapasitas Ukuran Tabung LPG

Tabung LPG memiliki beberapa jenis/varian berdasarkan

kapasitas pengisiannya yakni antara ukuran 3 kg (7,3 liter)

sampai dengan ukuran 50 kg.

Gambar 2.3. Tabung Gas LPG 12 Kg dan 3 Kg (www. geologi.co.id)

20

2.14 Flowchart

Flowchart adalah suatu bagan dengan simbol-simbol tertentu yang

menggambarkan urutan proses secara mendetail dan hubungan antara suatu

proses (instruksi) dengan proses lainnya dalam suatu program. Menurut

Krismiaji (2010), flowchart adalah teknik analisis yang digunakan untuk

menjelaskan aspek-aspek informasi secara jelas, tepat dan logis.

Flowchart menggunakan serangkaian simbol standar

untuk menguraikan prosedur pengolahan transaksi yang digunakan

oleh sebuah perusahaan, sekaligus menguraikan alur data dalam sebuah

sistem.

Tabel 1 Tabel komponen simbol flowchart

Sumber : Krismiaji, 2010

No. Nama Simbol Keterangan

1 Flow Direction

Symbol

Simbol yang

digunakan untuk

menghubungkan antar

simbol. Simbol ini

disebut juga

connecting line.

2 Connector

Symbol

Simbol yang

digunakan untuk

keluar – masuk atau

penyambungan proses

pada halaman yang

berbeda.

3 Connector

Symbol

Simbol yang

digunakan untuk

keluar – masuk atau

penyambungan proses

21

pada halaman yang

sama.

4 Processing

symbol

Simbol yang

menunjukkan

pengolahan yang

dilakukan oleh

komputer.

5 Decision symbol Simbol pemilihan

proses berdasarkan

kondisi yang ada.

6 Disk and On-

line storage

symbol

Simbol yang

menyatukan input

yang berasal dari disk

atau disimpan ke disk.

7. Display symbol Simbol yang

menyatakan peralatan

output yang

digunakan yaitu layar,

plotter dan

sebagainya.

8. Input-Output

symbol

Simbol yang

menyatakan proses

input dan output tanpa

tergantung dengan

jenis peralatannya.

22

9. Manual input

symbol

Simbol untuk

pemasukan data

secara manual on-line

keyboard.

10. Manual

operation

symbol

Simbol yang

menunjukkan

pengolahan yang tidak

dilakukan oleh

komputer.

11. Predefine

procces symbol

Simbol untuk

pelaksanaan suatu

bagian sub-program /

procedure.

12. Preparation

symbol

Simbol untuk

mempersiapkan

penyimpanan yang

akan digunakan

sebagai tempat

pengolahan di dalam

storage.

13. Communication

link

Simbol yang

menyatakan transmisi

data dari suatu lokasi

ke lokasi lain.

14. Terminator

symbol

Simbol yang

digunakan untuk

permulaan (start) atau

23

akhir (stop) dari suatu

kegiatan.

15. Keying

operation

Simbol yang

menyatakan segala

jenis operasi yang

diproses dengan

menggunakan suatu

mesin yang

mempunyai keyboard.

16. Offline storage Menunjukkan bahwa

data dalam simbol ini

akan disimpan ke

suatu media tertentu.

17. Punched card Simbol yang

menyatakan input

berasal dari kartu atau

output di tulis ke

kartu.

18. Magnetic tape Simbol yang

menyatakan input

berasal dari pita

magnetis atau output

disimpan ke pita

magnetis.

24

19. Document Simbol yang

mencetak keluaran

(output) dalam bentuk

dokumen (cetak

melalui printer).