Dokumen ini membahas perancangan sistem detektor asap rokok dan gas LPG berbasis mikrokontroler AVR ATMega16. Sistem ini menggunakan sensor TGS 2600 untuk mendeteksi asap rokok dan sensor TGS 2610 untuk mendeteksi gas LPG, yang kemudian akan diolah oleh mikrokontroler untuk mengontrol output seperti LCD, LED, dan blower.

1. PERANCANGAN SISTEM PENDETEKSI ASAP ROKOK DAN GAS LPG
BEBASIS MIKROKONTROLER AVR ATMega16
Naskah Publikasi
diajukan oleh
Ganef Saputro
08.01.2392
kepada
SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA DAN KOMPUTER
AMIKOM
YOGYAKARTA
2011

3. SYSTEM DESIGN SMOKE DETECTOR and LPG GAS BASED ATmega16 AVR
Microcontroller
PERANCANGAN SISTEM PENDETEKSI ASAP ROKOK DAN GAS LPG BEBASIS
MIKROKONTROLER AVR ATMega16
Ganef Saputro
Jurusan Teknik Informatika
STMIK AMIKOM YOGYAKARTA
ABSTRACT
In the present security needs is indispensable. Everyone needs the security of any
kind. As the security of LPG gas leaks and other air pollution. With the comfort of security to
make everyone feel safe in their own homes.
With the increasingly rapid technological developments are expected to assist the
movement of innovation that exist in Indonesia. Developments in the world of electronics to
support the author to make the innovation of a technological advantage elektromaktik and
software field. Microcontroller as a branch of science hardware and software can answer
those needs.
Manufacture of LPG gas sensors and smoke sensors are expected to assist in home
security and the environment of every human being. And quality assurance of every human
being based on appropriate technologies and useful.
Keyword : LPG gas, smoke detector, microcontroller

4. 1. Pendahuluan
Kemajuan teknologi pada saat ini membuat semua orang dapat melakukan apa saja
sesuai keinginan. Dengan tersedianya berbagai macam bentuk sarana – sarana penunjuann,
kini masyarakat memiliki pilihan yang lebih banyak lagi dalam melakukan yang
diinginkannya. Era globalisasi dan komunikasi saat ini ditandai dengan banyaknya manusia
yang memanfaatkan teknolodi untuk memenuhi kebutuhan hidupnya. Adanya teknologi baru,
merupakan sumbangan tak ternilai dari kemajuan teknologi yang begitu pesat, dengan
dukungan teknologi tersebut yang menjadi faktor utama manusia semakin dimanjakan. Saat
ini dalam kehidupan sehari – hari manusia tidak pernah lepas dari aktivitasnya untuk
berinteraksi dengan banyak fasilitas – fasilitas yang membantu kinerja manusia, tetapi dilain
sisi fasilitas – fasilitas yang membantu kinerja menimbulkan hal negatif pada diri manusia itu
sendiri, seperti halnya tabung gas yang mengalami kebocoran pada selang gasnya yang
dapat mengakibatkan ledakan jika para penggunanya tidak teliti dalam penggunaannya,
selain itu polusi udara yang di akibatkan oleh ulah manusia baik secara langsung maupun
dari alat yang mereka gunakan mengakibatkan polusi yang berlebihan yang manusia
sumbangkan untuk bumi ini dan dalam kehidupan. Banyak kasus yang belum tersolusikan
dalam penanganan hal tersebut.
Polusi udara yang dihasilkan langsung oleh manusia adalah kandungan asap yang
beruba gas CO ( Carbon monoksida ) yang terdapat pada rokok yang manusia isap setiap
harinya, pria maupun wanita yang menjadi perokok aktif adalah penyumbang dari gas
tersebut dan manusia lain sebagai perokok pasif ( yang tidak merokok ) dapat terkena
imbasnya begitu pula dengan alam sekitar, karena tidak hanya gas CO yang dihasilkan,
melainkan masih banyak kandungan lain yang dihasilkan oleh asap rokok tersebut. Hal lain
yang dapat membahayakan bagi manusia adalah kebocoran dari selang gas LPG. Peristiwa
ini telah banyak kita dengar dan lihat di media masa maupun media elektronik. Ketidak
waspadaan manusia mengakibatkan terjadinya ledakan dari LPG tersebut, dan
mensolusikan dua hal diatas adalah hal yang belum ditemukan atau diselesaikan sampai
saat ini.
Mengatasi keadaan tersebut, maka diperlukan sebuah pensolusian yang dapat
menangani semua permasalahan yang disebutkan diatas. Mulai dari penanganan gas LPG
yang belum tersolusikan hingga asap rokok yang semakin hari semakin meresahkan
masyarakat. Melihat latar belakang tersebut, penulis melakukan riset dan membuat tulisan

5. ilmiah ini dengan judul “ Perancangan sistem pendeteksi asap rokok dan gas LPG
berbasis mikrokontroler AVR ATMega16 “.
2. Landasan Teori
2.1 Dasar Teori Mikrokontroler
1
Mikrokontroler merupakan sistem komputer yang seluruh atau sebagian besar
elemennya dikemas dalam satu chip IC (Intergrated Circuit) sehingga sering juga disebut
single chip microcomputer, yang masuk dalam katagori embedded komputer. Suatu kontroler
digunakan untuk mengontrol suatu proses atau aspek-aspek dari lingkungan. Satu contoh
aplikasi dari mikrokontroler adalah untuk memonitor rumah kita. Ketika suhu naik kontroler
membuka jendela dan sebaliknya. Pada masanya, kontroler dibangun dari komponen-
komponen logika secara keseluruhan, sehingga menjadikannya besar dan berat. Setelah itu
barulah dipergunakan mikroprosesor sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB
yang cukup kecil. Hingga saat ini masih sering kita lihat kontroler yangdikendalikan oleh
mikroprosesor biasa (Zilog Z80, Intel 8088, Motorola 6809, dsb).
2
Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua
bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya
terdiri dari CPU, RAM, EEPROM, I/O, TIMER, dll.
2.2 Mikrokontroler AVR ATMega16
Salah satu mikrokontroler yang saat ini banyak digunakan adalah mikrokontroler AVR.
3
AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instruction Set Compute) 8 bit berdasarkan
arsitektur Harvard, yang dibuat Atmel pada tahun1996. AVR yang mempunyai kepanjangan
Advanced Versatile RISC atau Alf and vegard’s processor yang berasal dari nama dua
mahasiswa Norwegian Institute of Technology (NTH), yaitu Alf-Egil Bogen dan Vegard
Wollan.
1
Andrianto.Heri,2008”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16”, Penerbit INFORMATIKA
Bandung, Halaman 1-2
2
Winoto.Ardi,2010”Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan Bahasa
C pada WinAVR”, Penerbit INFORMATIKA Bandung, Halaman 3-4
3
Andrianto.Heri,2008”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16”, Penerbit INFORMATIKA
Bandung, Halaman 2-3

6. AVR memiliki keunggulan dibandingkan dengan mikrokontroler lain, keunggulan
mikrokontroler AVR yaitu AVR memiliki kecepatan eksekusi program yang lebih
cepat dikarenakan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 siklus clock, lebih
cepat dibandingkan dengan mikrokontroler MCS51 yang memiliki arsitektur CISC
(Complex Instruction Set Compute) dimana mikrokontroler MCS51 membutuhkan 12
siklus clock untuk mengeksekusi 1 instruksi. Selain itu, mikrokontroler AVR memiliki
fitur yang lengkap (ADC Internal, EEPROM Internal, Timer/Counter, Watchdog
Timer, PWM, Port I/O, Komunikasi Serial, Komparator, I2C, dan lain-lain), sehingga
dengan fasilitas yang lengkap ini, programmer dan desainer dapat menggunakannya
untuk berbagai aplikasi sistem elektronika seperti robot, otomasi industri, peralatan
telekomunikasi, dan berbagai keperluan lain. Secara umum mikrokontroler AVR
dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega, dan
Attiny
2.3 Sistem Clock AVR ATMega16
Mikrokontroler, mempunyai sistem pewaktuan CPU, 12 siklus clock. Artinya setiap 12
siklus yang dihasilkan oleh ceramic resonator maka akan menghasilkan satu siklus
mesin. Nilai ini yang akan menjadi acuan waktu operasi CPU. Untuk mendesain
sistem mikrokontroler kita memerlukan sistem clock, sistem ini bisa di bangun dari
clock eksternal maupun clock internal.
2.4 Rangkaian Elektronika
a. Resistor
Resistor adalah komponen dasar elektronika yang digunakan untuk membatasi
jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian. Sesuai dengan namanya
resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Dari hukum
Ohms diketahui, resistansi berbanding terbalik dengan jumlah arus yang
mengalir melaluinya. Satuan resistansi dari suatu resistor disebut Ohm atau
dilambangkan dengan simbol W (Omega).

7. Gambar 2.1 Lambang Resistor
b. Kapasitor
Kapasitor atau yang sering disebut kondensator adalah suatu alat yang dapat
menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan
ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor memiliki satuan yang
disebut Farad dari nama Michael Faraday. Pertama disebut oleh Alessandro
Volta seorang ilmuwan Italia pada tahun 1782 (dari bahasa Itali condensatore),
berkenaan dengan kemampuan alat untuk menyimpan suatu muatan listrik yang
tinggi dibanding komponen lainnya.
Gambar 2.2 Lambang Kapasitor
c. Transistor
Transistor adalah alat semikonduktor yang dipakai sebagai penguat, sebagai
sirkuit pemutus dan penyambung (switching), stabilisasi tegangan, modulasi
sinyal atau sebagai fungsi lainnya. Transistor dapat berfungsi semacam kran
listrik. Transistor bipolar bekerja dengan dua macam carrier, sedangkan unipolar
satu macam saja, hole atau elektron.

8. Gambar 2.3 Lambang Transistor
d. Dioda
Dioda sebenarnya tidak menunjukkan kesearahan hidup-mati yang sempurna
(benar-benar menghantar saat panjar maju dan menyumbat pada panjar
mundur), tetapi mempunyai karakteristik listrik tegangan-arus taklinier kompleks
yang bergantung pada teknologi yang digunakan dan kondisi penggunaan
Gambar 2.4 Lambang Dioda
2.5 Sensor Asap Rokok (CO) TGS 2600
TGS 2600 memiliki sensitivitas yang tinggi untuk konsentrasi rendah, gas udara yang
terkontaminasi seperti hidrogen dan karbon monoksida yang ada di asap rokok.
Sensor dapat mendeteksi hidrogen pada tingkat beberapa ppm.
Gambar 2.5 TGS 2600

9. 2.6 Sensor Gas LPG TGS 2610
4
TGS 2610 memiliki sensitivitas yang tinggi untuk propana dan butana, sehingga
sangat ideal untuk pemantauan gas LPG. Karena sensitivitas yang rendah terhadap
uap alkohol (campur tangan khas gas di lingkungan perumahan), sensor ini sangat
ideal untuk konsumen pasar gas alarm.
Gambar 2.6 TGS 2610
3. Perancangan Sistem
3.1 Perancangan Perangkat Keras
Input Proses Output
Sensor Gas LPG Mikro LCD
(TGS 2600) ATMeg
a 16 Led
Sensor Asap
Rokok ( TGS Blower
2610)
Gambar 3.1 Kerja Seluruh Sistem
Dari gambar 3.1 diatas dapat diambil sebuah penjelasan bahwa sensor gas LPG
dalam hal ini TGS 2610 dan sensor asap rokok yang menggunakan sensor TGS
2600 adalah sebagai inputan. Artinya kedua sensor tersebut adalah perangkat
yang terhubung langsung dengan lingkungan luar yang dalam hal ini adalah
rumah (maket) sebagai rancangan yang dibuat. Sensor gas LPG dan sensor
asap rokok akan membaca apakah didalam ruangan terdapat gas LPG dan asap
rokok, jika sensor membaca hal tersebut maka sensor akan mengirim berita ke
mikro memalui pin ADC dan mikro akan memproses besaran kandungan gas
4
http://www.figarosensor.com/products/2610pdf.pdf

10. dan asap rokok dengan menggunakan code program yang telah dimasukan ke
mikro ATMega16. Setelah proses olah data selesai mikro akan mengeluarkan
data yang ada dalam bentuk yang bermacam – macam. Dalam hal ini terbagi
atas tiga yaitu, LCD sebagai besaran PPM dari kandungan gas dan asap rokok,
led sebagai pembatas bahwa gas dan asap rokok berbahaya, dan yang terakhir
adalah blower sebagai pembersih ruangan tersebut.
3.2 Perancangan Perangkat Lunak
Berikut adalah skema perancangan sistem pendeteksi asap rokok dan gas LPG
berbasis mikrokontroler AVR ATMega16. Dimana program akan dibuat
menggunakan Bascom AVR.
Mulai
Sensor tidak
Kondisi
membaca adanya
Sensor
polutan
Sensor membaca
adanya polutan
Lampu led
menyala
Blower hidup
Selesai
Gambar 3.2 Diagram Alur Sistem

11. 4. Pembahasan
4.1 Mekanik Secara Keseluruhan
Rangkaian keseluruhan terdapat rangkaian mikrokontroler yang hanya dialiri
tegangan sebesar 5 volt. Pada mainboard rangkaian input tegangan awan 12 volt,
lalu masuk melewati dioda silikon (1N4004), kemudian masuk kedalam regulator
(7805) agar tegangan yang dihasilan menjadi 5 volt. Agar tegangan sebesar 5 volt
dapat lancar dalam pengalirannya dan untuk mencegah noice, maka ditambahkan
kapasitor (elco 1000 mikrofarat/16 volt) dan untuk memastikan suplai tegangan telah
masuk maka ditambahkan led untuk mengetahuinya, kemudian di alirkan ke
mikrokontroler ATMega 16 melalui PORT 10 (VCC). Rangkaian mikrokontroler terdiri
dari beberapa modul yang di gunakan sebagai input dan output. Sebagai pengendali
utama atau proses yang akan di gunakan untuk mengendalikan alat.
Seluruh proses dari input sampai dengan output dikendalikan dalam satu board yang
terintegritas dengan mikrokontroler ATMega 16. Seperti yang telah disebutkan di
atas, bahwa input dari alat ini melalui PORT – A dan untuk output dari PORT – B,
PORT – C, dan PORT – D.
Gambar 4.1 Jalur PCB Proses

12. Gambar 4.2 Rangkaian Mainboard
4.2 Program
Program dibuat dengan bahasa pemrograman Bascom AVR. Sebelum program yang
dibuat, maka di definisikan dahulu setiap kondisi. Kondisi - kondisi tersebut adalah
sebagai berikut:
 Posisi awal jika sensor gas LPG ( TGS 2610 ) mendeteksi adanya kandungan
gas pada ruangan maka sensor akan memberi perintah kepada LCD untuk
menampilkan bahwa ada kebocoran gas, dan memerintahkan blower untuk
menyala.
 Posisi kedua jika sensor asap rokok ( TGS 2600 ) mendeteksi adanya
kandungan gas pada ruangan maka sensor akan memberi perintah kepada LCD
untuk menampilkan bahwa ada asap rokok pada ruangan, dan memerintahkan
blower untuk menyala.
 Jika kedua sensor membaca secara maka kedua sensor akan melakukan hal
yang sama secara bersamaan.
 Apabila kedua sensor telah tidak membaca adanya kondisi polutan dalam
ruangan maka secara otomatis blower akan mati.

13.  LCD akan menampilkan kondisi ruangan dan jumlah polutan secara bergantian
dalam selang waktu 2 detik.
5. Penutup
5.1 Kesimpulan
Dari uraian rangkaian mulai dari proses pengajuan masalah, perancangan,
pembuatan dan pengujian yang telah dilakukan dalam rangka penyusunan laporan
ini dapat ditarik beberapa kesimpulan penting dalam kaitannya pada perancangan
alat ini antara lain :
 Alat dapat bekerja akan tetapi masih ada beberapa kekurangan yang terjadi
pada alat ini, diantaranya masih belum akuratnya alat pada waktu proses
kalibrasi.
 Dengan adanya alat ini diharapakan dapat menjadi satu alternatif untuk selalu
menjaga kebersihan atau kualitas udara yang ada didalam rumah kita, dan untuk
mengurangi polutan itu sendiri.
 Tingkat ketelitian yang belum mencapai taraf yang diharapkan dapat
mengganggu proses sistem untuk bekerja maksimal.
 Mikrokontroler sebagai chip serbaguna diharapkan dapat membantu dalam
pengembangan dan kemajuan khususnya dunia teknologi. Serta contoh
implementasi nyata yang masih banyak lagi yang dapat dikembangkan
semaksimal mungkin dari sebuah mikrokontroler.
5.2 Saran
Dalam pembuatan alat masih adanya kekurangan yang sekiranya dapat lebih
disempurnakan kedepannya, diantara lain :
 Tingkat ketepatan yang belum mencapai nilai sempurna, dikarenakan tidak adanya
alat pengukur paten dari gas-gas yang dibutuhkan, sehingga proses kalibrasi
menjadi satu-satunya cara yang digunakan dalam pengambilan nilai.

14.  Rangkaian elektronis dan kedua sensor yang rentan dengan kerusakan sehingga
dibutuhkan kehati-hatian dalam proses perancangan dan pengujian.
 Media tampilan keluaran / output yang digunakan hanya berupa LCD 16 x 2 sangat
minimalis sehingga output yang muncul masih berupa nilai.
 Sensitifitas alat yang masih sangat sulit menemukan titik nilai yang tepat menjadi
kendala yang cukup berarti.
 Diharapakan peletakan sensor kedepan dapat lebih baik dengan melihat kegunaan
dari sensor itu sendiri, agar lebih baik lagi.
Penulis sangat mengharapkan sumbangan ilmu berupa kritik dan saran dari
pembaca, karena penulis sadar keterbatasan kemampuan sehingga diharapkan masukan
agar dapat lebih berkembang lagi dan mengharapkan kedepan ada yang mengembangkan
alat ini jauh lebih baik. Dan semoga karya ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
DAFTAR PUSTAKA
Andrianto.Heri,2008”Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMega16”, Penerbit
INFORMATIKA Bandung
Winoto.Ardi,2010”Mikrokontroler AVR Atmega8/16/32/8535 dan Pemogramannya dengan
Bahasa C pada WinAVR”, Penerbit INFORMATIKA Bandung
http://www.figarosensor.com/products/2600pdf.pdf : 5 Juni 2011
http://www.klinikrobot.com/ : 4 April 2011