rancang bangun alat monitoring gas metan dalam tambang batu bara berbasis android program ...

108 Pages·2012·1.57 MB·Indonesian

RANCANG BANGUN ALAT MONITORING
GAS METAN DALAM TAMBANG BATU BARA
BERBASIS ANDROID
TUGAS AKHIR
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Ahli Madya dari Politeknik Negeri Padang.
MUHAMMAD DARMA PUTRA
BP. 1401031048
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI PADANG
2017
RANCANG BANGUN ALAT MONITORING
GAS METAN DALAM TAMBANG BATU BARA
BERBASIS ANDROID
TUGAS AKHIR
Oleh:
MUHAMMAD DARMA PUTRA
BP. 1401031048
Telah Disetujui Oleh:
Pembimbing I Pembimbing II
Ir. H. Salwin Anwar, MT H. Efendi Muchtar, ST., MT
NIP: 19580825 198803 1 002 NIP: 19600825 198903 1 002
HALAMAN PENGESAHAN
Tugas akhir yang berjudul Rancang Bangun Alat Monitoring Gas Metan Dalam
Tambang Batu Bara Berbasis Android telah disidangkan atau dipertanggung
jawabkan didepan tim penguji sebagai berikut pada hari Senin, 2 Oktober 2017 di
Program Studi Teknik Listrik Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Padang.
No Nama Jabatan Tanda Tangan
Yefriadi, ST., MT
1 Ketua .........................-
Nip. 19710124 200112 1 003
Zas Ressy Aidha, SST., MT
2 Sekretaris .........................
Nip. 19710207 200003 2 002
Drs. Roswaldi SK, SST., M.Kom
3 Anggota .........................
Nip.19580615 198603 1 002
Efendi Muchtar, ST., MT
4 Anggota .........................
Nip. 19600825 198903 1 002
Mengetahui:
Ketua Jurusan Ketua Program Studi
Teknik Elektro Teknik Listrik
Dr. H. Afrizal Yuhanef, ST., M.Kom Herisajani, ST.,M.Kom
NIP: 19640429 199003 1 001 NIP: 19660130 199003 1 001
ABSTRAK
RANCANG BANGUN ALAT MONITORING GAS METAN DALAM
TAMBANG BATU BARA BERBASIS ANDROID
Muhammad Darma Putra
1401031048
Gas metan murupakan gas yang bersifat lebih ringan di udara, mudah
terbakar, tidak berbau dan tidak berwarna yang terdapat pada lapisan batu bara.
Sehingga sering terjadi kecelakaan di tambang batu bara. Alat ukur gas metan
hanya dapat mengukur keadaan kadar gas di dalam tambang batu bara dan tidak
dapat dikirimkan ke luar tambang batu bara. Pada tugas akhir ini dirancang
sebuah alat yang dapat memonitoring kadar gas metan yang terdapat di dalam
tambang batu bara.
Pada sistem monitoring ini memanfaatkan sensor MQ-4 sebagai pendeteksi,
bluetooth HC-05 sebagai pengirim ke luar tambang dan Arduino sebagai
pengolah datanya. Pada alat monitoring juga menggunakan aplikasi android
untuk mengirimkan kadar gas metan ke penambang batu bara. Pada saat normal
kadar gas metan di dalam tambang batu baradibawah 4% dan keadaan bahaya
diatas 5%. Dari hasil tugas akhir ini, kadar gas metan yang terdapat pada
tambang batu bara dikirimkan ke luar tambang. Dapat memperingati para
penambang batu bara yang akan melakukan pekerjaan tambang.
Kata Kunci: Gas metan, bluetooth, MQ4, arduino, aplikasi android.
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahi Robbil ‘Aalamiin, Puji Syukur kehadirat Allah
Subhanahuwata’ala berkat Rahmat dan Karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan
laporan tugas akhir ini yang berjudul Rancang Bangun Alat Monitoring Gas
Metan Di Dalam Tambang Batu Bara Berbasis Android, seterusnya shalawat
beserta salam teruntuk Rasulullah Shollallahu `Alaihi Wassalam.
Laporan ini disusun dengan tujuan untuk memenuhi salah satu persyaratan
dalam menyelesaikan perkuliahan pada Program Studi Teknik Listrik, Politeknik
Negeri Padang Tahun 2017. Dalam menyelesaikan laporan ini, Penulis banyak
mendapatkan bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh sebab itu Penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kepada kedua orang tua dan seluruh keluarga tercinta yang selalu mendo’akan
dan mendukung setiap langkah yang penulis tempuh dalam pendidikan.
2. Bapak H.Aidil Zamri, ST.,MT., selaku Direktur Politeknik Negeri Padang.
3. Bapak DR. H. Afrizal Yuhanef, ST., M.Kom., selaku Ketua Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Padang.
4. Bapak Herisajani ST.,M.Kom., selaku Ketua Program Studi Teknik Listrik
Politeknik Negeri Padang.
5. Bapak Ir. H. Salwin Anwar, MT selaku Pembimbing I Penulis dalam
pembuatan Tugas Akhir, yang telah memberikan banyak ilmu sehingga penulis
mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
6. Bapak H. Efendi Muchtar, ST., MT selaku Pembimbing II Penulis dalam
i
ii
pembuatan Tugas Akhir, yang telah memberikan banyak ilmu dan masukan
sehingga penulis mampu menyelesaikan Tugas Akhir ini.
7. Seluruh staf pengajar, staf teknisi, dan tenaga administrasi di Jurusan Teknik
Elektro Politeknik Negeri Padang.
8. Untuk semua pihak yang telah membantu Penulis sampai laporan ini selesai.
Penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan
bisa menjadi amal jariyah penulis, serta menjadi inspirasi untuk dapat berkarya
lebih baik lagi. Amin
Padang, 19 Agustus 2017
Muhammad Darma Putra
Bp. 1401031048
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR............................................................................................i
DAFTAR ISI.........................................................................................................iii
DAFTAR GAMBAR............................................................................................vi
DAFTAR TABEL..............................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN......................................................................................1
1.1 Latar Belakang.......................................................................................1
1.2 Tujuan.....................................................................................................2
1.3 Perumusan Masalah...............................................................................3
1.4 Batasan Masalah.....................................................................................3
1.5 Metode Penyelesaian Tugas Akhir.......................................................3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA...........................................................................5
2.1 Gas Metan (CH )....................................................................................5
4
2.1.1 Sifat–sifat gas metana ( CH ).......................................................6
4
2.1.2 Pemanfaatan Gas Metana..............................................................7
2.1.3 Bahaya Gas Metana........................................................................9
2.2 Sensor MQ-4.........................................................................................10
2.3 AlatPendeteksi Gas Metan (AZ-7291)...............................................11
2.4 Modul Bluetooth HC-05.......................................................................12
2.5 Arduino Uno.........................................................................................15
2.5.1 Input & Output Arduino Uno......................................................18
2.5.2 Komunikasi....................................................................................19
2.5.3 SoftwareArduino...........................................................................19
2.5.4 Bahasa Pemograman Arduino Berbasis Bahasa C....................20
2.5.5 Analog to Digital Converter (ADC)...............................................22
2.6 LCD(Liquid Crystal Display)...............................................................23
2.7 Buzzer....................................................................................................27
2.8 LED (Light Emitting Dioda).................................................................28
iii
iv
2.9 MIT App Inventor 2.............................................................................31
2.10 Power Supply.........................................................................................33
2.10.1 Konversi AC ke DC.......................................................................35
2.10.2 Cara Kerja Power Supply.............................................................36
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT................................38
3.1 Blok Diagram Sistem............................................................................38
3.1.1 Deskripsi Kerja Sistem.................................................................39
3.2 Perancangan Pembuatan Perangkat Keras.......................................41
3.2.1 Rangkaian Power supply...............................................................41
3.2.2 Rangkaian Sensor MQ-4..............................................................42
3.2.3 Rangkaian Komunikasi 2 Arduino dengan Bluetooth HC-05...43
3.2.4 Rangkaian Buzzer..........................................................................45
3.2.5 Rangkain LED...............................................................................46
3.2.6 Rangkaian LCD 16 x 2..................................................................48
3.2.7 Rangkaian BluetoothHC-05 Pengirim ke handphoneAndroid50
3.2.8 Rangkaian Sistem Secara Keseluruhan......................................51
3.3 Perancangan Mekanik.........................................................................52
3.3.1 Algoritma.......................................................................................54
3.3.2 Flowchart.......................................................................................55
BAB IV PENGUJIAN DANANALISA............................................................56
4.1 Pengujian Power Supply.......................................................................57
4.2 Pengujian Sensor MQ-4.......................................................................60
4.3 Pengujian LCD.....................................................................................62
4.4 Pengujian LED.....................................................................................64
4.5 Pengujian dengan Buzzer.....................................................................66
4.6 Pengujian pengiriman data menggunaan bluetooth HC-05.............67
4.7 Pengujian Aplikasi Android................................................................69
4.8 Pengujian Rangkaian Keseluruhan....................................................71
BAB VPENUTUP...............................................................................................75
v
5.1 Kesimpulan...........................................................................................75
5.2 Saran......................................................................................................75
DAFTAR PUSTAKA..........................................................................................77
LAMPIRAN.........................................................................................................79
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1SensorMQ-4................................................................................................11
Gambar 2. 2Alat Pendeteksi Gas Metan (AZ-7291)........................................................12
Gambar 2. 3ModulBluetoothHC-05...............................................................................13
Gambar 2. 4KonfigurasiPinHC-05................................................................................13
Gambar 2. 5Bluetooth-to-Serial-ModuleHC-05.............................................................14
Gambar 2. 6BoardArduino Uno......................................................................................16
Gambar 2. 7Tampilan IDE Arduino Dengan SebuahSketch...........................................20
Gambar 2. 8Susunan pin pada LCD.................................................................................23
Gambar 2. 9Susunan alamat pada LCD...........................................................................25
Gambar 2. 10DDRAM M1632........................................................................................26
Gambar 2. 11Standart character patternpada LCD.......................................................27
Gambar 2. 12SimbolBuzzer............................................................................................27
Gambar 2. 13Bentuk FisikBuzzer...................................................................................28
Gambar 2. 14Simbol LED...............................................................................................29
Gambar 2. 15Bentuk Fisik LED......................................................................................29
Gambar 2. 16Tampilan Utama PadaMIT APPInventor2...............................................32
Gambar 2. 17BlockDiagram Kerja Pada MITAppInventor..........................................33
Gambar 2. 18Diagram prosesPower Supply...................................................................34
Gambar 3. 1Blok Diagramalat sistem pendeteksi gas metan..........................................38
Gambar 3. 2Blok Diagramsistem Monitoring gas metan................................................39
Gambar 3. 3Skematik RangkaianPower Supply.............................................................42
Gambar 3. 4Koneksi pinMQ-4keArduino Uno.............................................................42
Gambar 3. 5Koneksi pinBluetoothHC-05keArduino Uno...........................................44
Gambar 3. 6KoneksiBuzzerkeArduino Uno..................................................................45
Gambar 3. 7Koneksi Led keArduino Uno......................................................................46
Gambar 3. 8Kofigurasi PinLCD 16 x 2dan Arduino Uno.............................................48
Gambar 3. 9Kofigurasi pinBluetoothHC-05 dan Arduino Uno.....................................50
Gambar 3. 10Rangkaian sitem secaraKeseluruhan.........................................................52
Gambar 3. 11RancangBangun simulasi alat Monitoring gas metan di dalam tambang
batu bara............................................................................................................................53
Gambar 3. 12Flow Chart AlatMonitoringGas Metan....................................................55
Gambar 4. 1Rancang bangun alatmonitoringgas metan tambang batu bara.................56
Gambar 4. 2Titik pengukuran padarangkaianpower supply..........................................57
Gambar 4. 3Titik Pengukuran PadaShield Arduino........................................................59
vi