1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Landasan Teori 2.1.1 Definisi Mendeteksi dan Mengukur Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia mendeteksi adalah suatu proses untuk menemukan dan menentukan keberadaan, anggapan, atau kenyataan. Dalam kegiatan mendeteksi, suatu alat hanya dibebankan tugas untuk menentukan ada atau tidaknya sesuatu yang ingin di deteksi. Maka dalam penelitian ini alat yang betugas mendeteksi adalah sensor, sensor bertugas untuk mendeteksi gas yang ditentukan agar kemudian dapat diukur keberadaanya. Sedangkan Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia, mengukur berasal dari kata Ukur yang berarti menghitung ukuran (panjang besar tinggi dan sebagainya) dengan alat tertentu. Dalam penelitian ini mengukur yang diinginkan adalah mengukur kadar gas yang berarti menghitung banyaknya gas yang ada pada suatu tempat yang ditentukan. Dapat disimpulkan bahwa mendeteksi dan mengukur adalah suatu kegiatan untuk menemukan dan menentukan keberadaan sesuatu untuk selanjutnya di hitung ukurannya menggunakan alat tertentu. 2.1.2 Definisi Sistem Pengertian sistem menurut Sutarman (2012:13) adalah kumpulan elemen yang saling berhubungan dan berinteraksi dalam satu kesatuan untuk mejalankan suatu proses pencapaian tujuan utama.
20
Embed
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 2.1 - repository.unj.ac.idrepository.unj.ac.id/2186/2/BAB II.pdfPengertian sistem menurut Sutarman (2012:13) adalah kumpulan elemen yang saling berhubungan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Landasan Teori
2.1.1 Definisi Mendeteksi dan Mengukur
Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia mendeteksi adalah suatu proses untuk
menemukan dan menentukan keberadaan, anggapan, atau kenyataan. Dalam kegiatan
mendeteksi, suatu alat hanya dibebankan tugas untuk menentukan ada atau tidaknya
sesuatu yang ingin di deteksi. Maka dalam penelitian ini alat yang betugas mendeteksi
adalah sensor, sensor bertugas untuk mendeteksi gas yang ditentukan agar kemudian
dapat diukur keberadaanya.
Sedangkan Dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia, mengukur berasal dari kata
Ukur yang berarti menghitung ukuran (panjang besar tinggi dan sebagainya) dengan alat
tertentu. Dalam penelitian ini mengukur yang diinginkan adalah mengukur kadar gas
yang berarti menghitung banyaknya gas yang ada pada suatu tempat yang ditentukan.
Dapat disimpulkan bahwa mendeteksi dan mengukur adalah suatu kegiatan untuk
menemukan dan menentukan keberadaan sesuatu untuk selanjutnya di hitung ukurannya
menggunakan alat tertentu.
2.1.2 Definisi Sistem
Pengertian sistem menurut Sutarman (2012:13) adalah kumpulan elemen yang
saling berhubungan dan berinteraksi dalam satu kesatuan untuk mejalankan suatu proses
pencapaian tujuan utama.
2
Kemudian menurut Susanto (2013:22) sistem adalah kumpulan/grup dari
subsistem/bagian/komponen apapun baik phisik ataupun non phisik yang saling
beehubungan satu sama lain dan bekerja secara harmonis untuk mencapai suatu tujuan
tertentu.
Dapat disimpulkan bahwa sistem merupakan sekumpulan komponen yang terdiri
dari subsistem dan saling berinteraksi serta terhubung satu sama lain untuk membangun
suatu sistem dengan tujuan tertentu.
2.1.3 Definisi Monitoring
Pengertian Monitoring menurut Cassely dan Kumar (1987) Monitoring
merupakan program yang terintegrasi, bagian penting dipraktek manajemen yang baik
dan arena itu merupakan bagian integral di manajemen sehari-hari.. Kemudian menurut
Calyton dan Petry (1983) Monitoring merupakan suatu proses mengukur, mencatat,
mengumpulkan, memproses dan mengkomunikasikan informasi untuk membantu
pengambilan keputusan manajemen program/proyek.
Dari kedua pendapat tersebut dapat disimpulkan bahwa monitoring adalah suatu
proses mengukur, mencatat, mengumpulkan, memproses dan mengkomunikasikan
informasi yang terintegrasi untuk melihat apakah kegiatan/program itu berjalan sesuai
rencana sehingga masalah yang dilihat /ditemui dapat diatasi.
2.1.4 Gas Karbon Monoksida (CO)
Menurut Fardiaz. S, (1992:3) gas karbon monoksida (CO) timbul akibat proses
pembakaran yang tidak sempurna. Formasi CO merupakan fungsi dari rasio kebutuhan
udara bahan bakar dalam proses pembakaran di dalam ruang bakar mesin diesel. Karbon
3
monoksida mempunyai ciri tidak berbau, tidak berasa, serta tidak berwarna yang
terdapat dalam bentuk gas.
Data hasil pemantuan kualitas udara indeks standar pencemar udara (ISPU) pada
tahun 2010 mengungkapkan bahwa 60-70% pencemaran udara disebabkan karena
benda bergerak atau transportasi umum yang berbahan bakar. Proses pembakaran tidak
sempurna tersebut tidak hanya terjadi pada mesin kendaraan, tetapi dapat terjadi pula
pada asap rokok, mesin industri, gunung merapi, dll. Proses pembakaran yang tidak
sempurna akan menghasilkan gas CO.
Menurut Wardhana (2001:2) Gas CO mempunyai potensi bersifat racun yang
berbahaya karena mampu membuat ikatan kuat dengan pigmen darah yaitu
Hemoglobin. Connell (1995) juga menyatakan bahwa apabila karbon monoksida (CO)
terhisap ke dalam paru-paru maka karbon monoksida tersebut akan ikut kedalam darah
dan akan menghalangi masuknya oksigen yang dibuthkan tubuh. Hal ini dapat terjadi
karena karbon monoksida bersifat racun metabolisme, ikut bereaksi secara metabolisme
dengan darah. Seperti halnya oksigen, karbon monoksida juga bereaksi dengan darah
(Hemoglobin).
Hemoglobin + O2 O2 Hb (oksihemglobin)
Hemoglobin + CO COHb (karboksihemoglobin)
Menurut Wardhana (2001) ada banyak pengaruh CO terhadap kesehatan tubuh
manusia yang ditunjukkan pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1 Dampak Karbon Monoksida (CO) bagi manusia
Konsentrasi Gas CO
di Udara (PPM)
Konsentrasi COHb
dalam darah (%)
Dampak bagi tubuh
3 0,98 Tidak ada
5 1,3 Belum begitu terasa
4
10 2,1 Sistem syaraf sentral
20 3,7 Panca indera
40 6,9 Fungsi jantung
60 10,1 Sakit kepala
80 13,3 Sulit bernafas
>100 >16,5 Pingsan – kematian
2.1.5 Sensor
Sensor menurut Yudhi (2017:1) adalah alat untuk mendeteksi atau mengukur
sesuatu yang digunakan untuk merubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar, dan
kimia menjadi tegangan dan arus listrik.
Sedangkan menurut D Sharon, dkk (1982), mengatakan sensor adalah suatu
peralatan yang berfungsi untuk mendeteksi gejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasal
dari perubahan suatu energi seperti energi listrik, energi fisika, energi kimia, energi
biologi, energi mekanik dan sebagainya
Berdasarkan beberapa definisi di atas, sensor adalah sebuah alat atau rangkaian
yang digunakan untuk mendeteksi gejala yang berasal dari perubahan suatu energi dan
diubah menjadi tegangan atau arus listrik. Secara garis besar sensor terbagi atas dua
jenis, yaitu :
1. Sensor Fisika
Sensor yang mendeteksi besaran-besara fisika dengan memanfaatkan sifat fisis
dari suatu zat dan mengubahnya kedalam bentuk level tegangan. Conroh :
Sensor suhu, sensor cahaya, dan sensor tekanan.
5
2. Sensor Kimia
Sensor yang memanfaatkan reaksi kimia untuk menghasilkan berbagai macam
kondisi sesuai dengan masukan sensor dan mengubahnya menjadi level
tegangan yang dapat diproses secara elektronis.
2.1.5.1 Persyaratan Umum
Sebagai peralatan yang digunakan untuk mengukur gejala perubahan terhadap
suatu variabel, menurut D Sharon, dkk (1982) ada beberapa kriteria yang harus
dipenuhi sebuah sensor, yaitu :
1. Linieritas
Sensor sebagai alat yang digunakan untuk penginderaan memiliki tanggapan yang
berbeda beda. Ada sensor yang hanya memberikan satu tanggapan untuk berbagai
macam kondisi yang diterimanya, dan ada juga sensor yang memberikan
tanggapan secara kontinyu sesuai dengan perubahan yang diterimanya. Oleh
sebab itu, perlu diperhatikan lineritas dari suatu sensor agar data yang diterima
oleh alat dari sensor benar-benar tepat dan presisi.
2. Sensitivitas
Sensitivitas akan menunjukkan seberapa besar kepekaan sensor terhadap variabel
yang diukur. Sensitivitas juga sering dinyatakan dengan biilangan yang
menunjukkan perubahan keluaran dibandingkan dengan unit masukkan. Contoh :
sebuah sensor panas memiliki kepekaan yang dinyatakan dengan satuan
volt/derajat, yang berarti perubahan 1 derajat pada masukan akan menghasilkan
perubahan 1 volt pada keluarannya. Linieritas sensor juga mempengaruhi
sensitivitas sensor. Apabila tanggapannya linear, maka sensitivitasnya juga akan
sama.
6
3. Waktu Tanggap
Tanggapan waktu sensor menunjukkan seberapa cepat respon dari suatu sensor
dalam memberikan feedback ke alat pengontrol, karena sensor-sensor pabrikan
yang dijual saat ini bekerja dalam tanggapan waktu yang berbeda beda
menyesuaikan dengan kebutuhan dari pengguna sensor tersebut.
2.1.5.2 Sensor Gas Karbon Monoksida (CO)
Gas karbon monoksida (CO) dapat dideteksi dengan beberapa jenis sensor, dapat
dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2. 2 Jenis-jenis sensor gas karbon monoksida (CO)
No. Jenis Sensor Rentang Deteksi (PPM)
1. TGS 5042 0 – 10.000
2. TGS 5342 0 – 10.000
3. MQ-7 20 – 2000
4. TGS 2600 1 – 30
5. TGS 2442 30 – 1000
Dari hasil peninjauan pustaka penelitian, jenis – jenis sensor diatas dapat bekerja
dengan baik sebagaimana mestinya serta memiliki tingkat sensitivitas yang baik.
2.1.5.3 Sensor Gas MQ-7
Sensor gas MQ-7 merupakan sensor gas yang digunakan untuk
mendeteksi gas karbon monoksida (CO) dalam kehidupan sehari–hari, industri,
atau kendaraan bermotor. Fitur dari sensor gas MQ-7 adalah mempunyai
sensitivitas yang tinggi terhadap karbon monoksida (CO), stabil, dan berumur
panjang. Bentuk fisi dari sensor MQ-7 di tunjukkan pada gambar 2.1.
7
Sensor MQ-7 disusun oleh tabung keramik mikro AL2O3. Lapisan
sensitif tin dioksida (SnO2) sebagai bahan yang peka terhadap gas CO, elektroda
pengukur dan pemanas terbuat dari bahan plastik stainles steel.
2.1.5.3.1 Spesifikasi sensor gas MQ-7
Sensor MQ-7 memiliki spesifikasi untuk kondisi standar bekerja,
kondisi lingkungan dan karakteristik senstivitas dapat dilihat pada Tabel 2.3
dan 2.4.
Tabel 2. 3 Kondisi standar sensor bekerja
Parameter Kondisi teknis
Rangkaian tegangan (Vc) 5 V ±0,1
Tegangan pemanas tinggi VH (H) 5 V ±0,1
Tegangan pemanas rendah VH (L) 1,4 V ±0,1
Resistansi beban (RL) Dapat Disesuaikan
Resistansi pemanas (VC) 33 Ω ± 5 %
Waktu pemanasan tinggi TH (H) 60 ± 0,1 s
Waktu Pemanasan rendah TH (L) 90 ± 0,1 s
Konsumsi Pemanasan (PH) ± 350 mW
Tabel 2. 4 Kondisi lingkungan sensor
Parameter Kondisi teknis
Suhu penggunaan (Tao) -20°C – 50°C
Suhu penyimpanan (Tas) -20°C – 50°C
Kelembaban relatif (RH) <95% RH
Kondis oksigen (O2) 21 % ( Kondisi oksigen dapat
mempengaruhi sensitivitas )
Gambar 2. 1 Sensor Gas MQ-7
8
Berdasarkan datasheet sensor MQ-7, karakteristik sensitivitas sensor
yang ditunjukkan pada Gambar 2.2, sumbu horizontal adalah konsentrasi gas
(ppm), sedangkan sumbu vertikalnya adalah nilai Rs/Ro (Hanwei). Nilai Rs
adalah nilai resistasnsi senor pada saat mendapatkan paparan gas yang berbeda-
beda, sedangkan nilai Ro adalah nilai resistansi sensor pada saat menerima
paparan gas CO sebesar 100 ppm.
Analisis terhadap grafik karakteristik sensor pada Gambar 2.2 adalah bahwa rasio
resistansi sensor (Rs/Ro)akan bernilai 1 pada saat konsentrasi gas CO = 100 ppm.
Artinya adalah pada saat konsentrasi gas CO 100 ppm maka nilai Rs = Ro. Dapat
dibuktikan dengan persamaan berikut :
100 ppm CO =
= 1.......(1)
Rs 100 ppm CO = Ro .......(2)
Persamaan 1 dan 2 dapat digunakan untuk mendapatkan nilai Ro yang tidak
dijelaskan pada datasheet sensor.
Gambar 2. 2 Grafik karakteristik sensitifitas MQ-7 terhadap
gas CO dan gas lainnya
9
2.1.5.3.2 Prinsip kerja sensor MQ-7
Berdasarkan Datasheet Sensor gas MQ-7 bekerja menggunakan prinsip
rangkaian pembagi tegangan, sehingga dapat mengubah nilai tegangan masukan
(Vin) menjadi nilai tegangan keluaran (Vout) yang lebih rendah. Rangkaian
pembagi tegangan pada sensor dirangkai secara sederhana dengan menggunakan
dua buah resistor yaitu (Rs = resistensi paparan gas CO yang berbeda-beda dan RL
= resistansi beban sebesar 10 kΩ) yang dipasang seri dan dihbungkan dengan
sebuah tegangan referensi (Vref). Sensor MQ-7 memiliki sifat resistif, sehingga
jika paparan gas CO berubah-ubah maka nilai Rs (resistansi pada sensor) juga
berubah-ubah. Rangkaian skematik di tunjukkan pada gambar 2.3.
Sensor gas MQ-7 bekerja menggunakan prinsip rangkaian pembagi tegangan,
Berdasarkan Gambar 2.3 dapat dianalisis rumus untuk menghitung tegangan
keluaran (Vout) dan resistansi sensor (Rs). Maka tegangan keluaran sensor dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan :
Gambar2. 1 Rangkaian skematik sensor kit MQ-7 Gambar 2. 3 Rangkaian Skematik Sensor Kit MQ-7
10
Kemudian untuk mengetahui nilai resistansi sensor dapat dicari menggunakan
persamaan 4.
Dengan keterangan untuk persamaan 3 dan 4 adalah :
Vout = Tegangan keluaran (V)
Vcc = Tegangan kerja (V)
RL = Resistansi beban (kΩ)
Rs = Resistansi sensor (kΩ)
2.1.6 NodeMcu
Gambar 2. 4 NodeMcu dan Konfigurasi Pin nya
Nodemcu merupakan sebuah open source platform IoT dan pengembangan kit
yang membantu pengguna dalam membuat prototype produk IoT atau bisa dengan
memakai sketch dengan arduino IDE. Pengembangan Kit ini didasarkan pada modul