5
BAB II DASAR TEORI
2.1. Water Bath Water
Bath
merupakan
peralatan
yang
berisi
air
yang
bisa
mempertahankan suhu air pada kondisi tertentu selama selang waktu yang ditentukan.
Gambar 2.1 General Water Bath
Prinsip kerja: Pada saat
dingin mensterilisasi steker dihidupkan, dipilih suhu
(temperatur) yang diinginkan (jika memungkinkan) dan atur. Pengaturan harus dilakukan sesuia dengan pembacaan thermostat (bila tersedia), atau sesuai dengan suatu sistem pengawasan suhu.
5
6
Fungsi Water bath : Water bath dapat digunakan untuk : 1. Pemanasan pada suhu rendah 300C sampai 1000C 2. Menguapkan zat atau larutan dengan suhu yang tidak terlalu tinggi
Water bath menggunakan daya listrik yang rendah sehingga sangat ekonomis dan efisien. Pada laboratorium mikrobiologi, water bath digunakan untuk menginkubasi kultur mikrobiologi. Secara sederhana alat ini menggunakan pemanas pada air yang dipanaskan dengan api maupun dengan listrik atau uap dari air. Maca-macam alat berdasarkan media pemanas :
Tangas air : Jika sebagai media pemanas digunakan air, dalam hal ini wadah bahan yang akan dipanaskan harus terendam dalam air
Tangas uap : jika sebagai media pemanas digunakan uap air, sehingga wadah bahan yang akan dipanaskan tidak boleh terendam air.
Tangas minyak : jika sebagai media pemanas digunakan minyak, sehingga dapat digunakan untuk pemanasan pada suhu yang lebih tinggi antara 170 0
C hingga 200 0C
Tangas pasir : jika sebagai media pemanas digunakan pasir, sehingga dapat digunakan untuk pemanasan pada suhu tinggi hingga lebih dari 2000C
7
Bagian-bagian water bath :
1. Pengatur suhu 2. penangas air bisa dilengkapi motor penggerak sehingga dapat berfungsi sebagai alat pengocok 3. elemen pemanas dengan listrik
Cara penyimpanan water bath :
1. Sebagai media pemanas digunakan air suling ( jangan menggunakan air sumur, karena menyebabkan korosi ) 2. Selesai digunakan ( jika menggunakan listrik ) matikan arus listrik dan dicabut dari arus listrik 3. Jika hendak disimpan air ( media pemanas ) dikosongkan.
Cara perawatan water bath :
1. Untuk perawatan, bersihkan alat hanya dengan lap bersih yang dibasahi air kemudian lap dengan kain kering setiap selesai menggunakan alat 2. Box kontrol jangan sampai tersiram atau kemasukkan air karena dapat berakibat tersengat tegangan listrik ( berbahaya ) atau alat akan menjadi rusak 3. cara rutin air dapat diganti atau ditambahi +/-2 bulan sekali
Kalibrasi : Paling tidak dilakukan dua kali per tahun (2x/tahun), termometer waterbath harus dicek oleh petugas yang bertanggung jawab untuk hal ini atau
8
seseorang yang diberi tugas oleh Kepala laboratorium, dengan menggunakan termometer
terkalibrasi.
Interval
uji
penyimpanan
(deviasi)
harus
didokumentasikan/ dicatat pada buku peralatan. Bila alat teroperasi tanpa mengindahkan suhu yang diinginkan, prosedur ini tidak perlu dilakukan, alat harus diberi label yang sesuai untuk ini. Dalam kasus terjadinya penyimpangan lebih tinggi atau lebih rendah +/50C, yang ditunjukkan oleh termometer pada alat, harus ditentukan faktor koreksi (suhu yang diinginkan/ suhu terukur) dan dicantumkan secara jelas pada alat. Pada kasus lainnya dari deviasi suhu yang diijinkan, harus didokumentasikan pada buku alat.
2.2
LM 35 Sebagai Sensor Suhu LM 35 adalah sensor panas yang berfungsi mendeteksi besarnya derajat
temperature. Aplikasinya sensor ini sangat presisi dalam mendeteksi besarnya derajat panas/temperature. Output yang dihasilkan oleh LM 35 ini sangat linier dan terkalibrasi pada satuan derajat celcius. Setiap kenaikan 1 derajat celcius akan menghasilkan 10 mV. Ketelitian dalam mendeteksi panas pada sensor ini sampai ¼ derajat celcius. Sedangkan jangkauan yang dapat dideteksi oleh LM 35 ini berkisar dari -550C sampai dengan 1500C.
9
Gambar 2.2 Sensor Suhu LM 35 Keluaran sensor ini memiliki tingkat impedansi yang sangat rendah. Selain itu LM 35 ini menggunakan arus sebesar 60μA dan panas yang ditimbulkan oleh LM 35 yaitu kurang dari 0,10C pada ruangan terbuka. Untuk mengetahui lebih jelas tentang sensor ini, adapun spesifikasi dari LM 35 adalah : 1. Terkalibrasi pada satuan celcius 2. Perubahan linier 10 mV setiap 0C 3. Kepekaannya ± 0,250C 4. Dapat bekerja dengan sempurna pada tegangan 4V sampai dengan 30V 5. Impedansi output sangat rendah ± 0,1Ω pada beban 1mA
2.3. Transistor Sebagai Saklar Transistor bekerja sebagai saklar diidentifikasikan dalam dua kondisi, yaitu:
10
1. Pada saat kondisi (saklar tebuka) yaitu saat transistor mengalami cut off/titik sumbat. 2. Pada saat kondisi (saklar tertutup) yakni pada saat transistor mengalami saturasi. Transistor memilki dua karakteristik . Contohnya pada transistor tipe NPN, transistor ini dapat bekerja jika tegangan di basis(trigger basis) 0,7 V. Fungsi basis sebagai control sebuah transistor. Selain itu transistor ini dapat bekerja jika ada pergerakan arus dari kaki basis ke kaki emitter. Kemudian juga terjadi pergerakan arus dari kaki kolektor menuju kaki emitter. Sehingga didapatkan nilai arus dari kolektor menuju emiter lebih besar dari pada arus dari kaki basis menuju emiter.
Gambar 2.3. Transistor Berdasarkan hukum arus Kirchoff, maka dapat diketahui nilai arus,
I E=
IC + I B
( 2.1 )
11
Kelebihan transistor ini adalah nilai arus yang terjadi pada kolektor lebih
dc ,
besar dari arus yang terdapat pada basis, penguatan arus
merupakan
penentu dari perbedaan dari kedua arus ini. βdc = IC / IB
( 2.7 )
Pada gambar dapat diketahui nilai arus basis berdasarkan hukum Ohm, IB = VBB - VBE
( 2.8 )
RB Dan dengan hukum tegangan Kirchoff dapat diketahui, VCE = VCC - ( IC . RC )
( 2.9 )
Rc + +
Rb
Vce
Vcc -
Vbb -
Gambar 2.4 Rangkaian Common Emiter
Dengan persamaan yang telah ada maka dapat dibuat sebuah garis beban dari transistor , yaitu grafik yang menampilkan I B dan VCE, grafik dapat dilihat pada gambar 2.13 .
12
Gambar 2.5 Garis Beban Daerah Transistor
Garis beban yang mengenai kurva IB = IB (sat) dan VCE = 0V merupakan daerah saturasi transistor dan garis beban yang mengenai kurva IB = 0 dan VCE = VCC adalah daerah cut off transistor.
2.3.1 Transistor Dalam Keadaan Saturasi Transistor jenis NPN, jika dioda basis emitor mendapat forward bias dan dioda basis-kolektor juga mendapat forward bias, arus dapat mengalir dari kolektor menuju ke emitor. Pada kondisi ini transistor berada di saturasi dan VCE atau tegangan antara kolektor dengan emitor dapat dianggap nol. Dalam kondisi ini transistor dianggap seperti sebuah saklar tertutup. Besarnya arus yang mengalir menuju kolektor saat saturasi :
13
IC = VCC - VCE
( 2.10 )
RC Daerah ini ditandai dengan nilai IB yang maksimum. Maka harga V CE kecil sehingga nilai VCE dapat dianggap nol. Untuk perhitungannya secara teori dapatdigunakan rumus: IC (sat) = VCC RC
+VCC
RC +VBB
( 2.11 )
+VCC
RC
RB
Gambar 2.6 Transistor Dalam Keadaan Saturasi
2.3.2 Transistor Dalam Keadaan Cut Off Transistor jenis NPN, apabila basis lebih negatif dari emitor maka arus tidak akan mengalir dari kolektor menuju ke emitor. Berarti Transistor berada dalam daerah cut off dan dapat dianggap sebagai saklar terbuka. Pada saat kondisi transistor cut off, tidak ada arus bocor yang mengalir melalui beban RC kecuali arus bocor yang sangat kecil (I C 0), sehingga besarnya
14
IC dapat diabaikan. Daerah ini ditandai dengan minimumnya nilai I B. Minimumnya nilai arus basis mengakibatkan nilai arus kolektor juga minimum.
+VCC
+VCC
RC +V BB
RC
RB
Gambar 2.7 Transistor Dalam Keadaan Cutt Off Sehingga apabila kita kalkulasikan terhadap rumus maka kita akan mendapatkan perhitungan tegangan cut off, yaitu:
V CUT OFF = VCC = VCE
( 2.12 )
2.4. ATMega8 Sebagai Kontrol Sistem ATMega8 merupakan salah satu keluarga mikrokontroler yang diproduksi oleh ATMEL. Atmel AVR ATmega8 adalah CMOS daya rendah 8-bit mikrokontroler didasarkan pada arsitektur RISC AVR. Dengan mengeksekusi instruksi yang kuat dalam satu siklus clock tunggal, ATmega8 mencapai throughputs mendekati 1MIPS per MHz, memungkinkan perancang sistem untuk mengoptimalkan konsumsi daya dibandingkan kecepatan pemrosesan.
15
Gambar 2.8 Bentuk Fisik ATMega8 Atmel AVR ® ® inti menggabungkan instruksi yang kaya set dengan 32 register kerja tujuan umum. Semua register 32 secara langsung terhubung ke Logic Unit Arithmetic (ALU), yang memungkinkan dua independen register dapat diakses dalam satu instruksi tunggal dieksekusi dalam satu siklus clock. Arsitektur yang dihasilkan adalah kode lebih efisien sementara mencapai throughputs hingga sepuluh kali lebih cepat daripada mikrokontroler CISC konvensional. ATmega8 menyediakan fitur berikut: 8 Kbytes In-System Programmable flash dengan baca-Tulis-Sementara kemampuan, 512 byte EEPROM, 1 Kbyte SRAM, tujuan umum 23 I / O baris, 32 register tujuan umum bekerja, tiga Timer fleksibel / Counter dengan membandingkan mode, interupsi internal dan eksternal, USART diprogram serial, TwoWire berorientasi byte Serial Interface, sebuah 6channel ADC (delapan saluran dalam paket TQFP dan QFN / MLF) dengan 10-bit akurasi, Timer Watchdog diprogram dengan Osilator internal, port SPI serial, dan lima software daya dipilih mode penghematan. Modus Diam berhenti CPU sementara memungkinkan sistem SRAM, Timer / Counter, SPI port, dan mengganggu untuk terus berfungsi. Powerdown Modus menyimpan isi mendaftar
16
tapi membeku Osilator, menonaktifkan semua fungsi chip lain sampai Interrupt berikutnya atau ulang Hardware. Dalam Power-save mode, timer asynchronous terus berjalan, yang memungkinkan pengguna untuk mempertahankan basis waktu sementara sisa perangkat tidur. Modus pengurangan Kebisingan ADC menghentikan CPU dan semua modul I / O kecuali asynchronous timer dan ADC, untuk meminimalkan kebisingan selama konversi ADC. Dalam modus siaga, kristal / resonator Osilator berjalan sedangkan sisanya dari perangkat tidur. Hal ini memungkinkan sangat cepat start-up dikombinasikan dengan konsumsi daya rendah.vPerangkat ini diproduksi dengan menggunakan Atmel kepadatan tinggi non-volatile teknologi memori. Flash memory Program dapat memprogram In-System melalui antarmuka SPI serial, oleh konvensional non-volatile memori programmer, atau oleh program boot On-chip berjalan pada AVR core. Program boot dapat menggunakan antarmuka apapun untuk mendownload program aplikasi dalam Aplikasi Flash memori. Software di Bagian flash Boot akan terus berjalan sementara Aplikasi Flash Bagian diperbarui, memberikan benar Baca-Tulis-Sementara operasi. Dengan menggabungkan 8-bit RISC CPU dengan In-System Self-Programmable Flash pada chip monolitik, Atmel ATmega8 adalah mikrokontroler yang kuat yang menyediakan solusi yang sangat fleksibel dan biaya-efektif banyak tertanam aplikasi kontrol2. ATmega8 ini didukung dengan rangkaian lengkap dari alat pengembangan program dan sistem, termasuk C compiler, perakit makro, simulator program, dan kit evaluasi.
17
Gambar 2.9 Pin Diagram ATMega8
2.4.1. Pin Deskripsi
VCC
tegangan Digital pasokan.
GND
Ground.
Port B (PB7.. PB0) XTAL1/XTAL2/TOSC1 / TOSC2 Port B adalah 8-bit bi-directional I / O port dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). The Port B output buffer memiliki karakteristik drive yang simetris dengan baik wastafel tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai masukan, Port B pin yang ditarik eksternal sumber akan rendah saat ini jika pull-up resistor diaktifkan. The Port B pin adalah tridinyatakan ketika kondisi ulang menjadi aktif, bahkan jika jam tidak berjalan.
18
Tergantung pada pengaturan pemilihan sekering jam, PB6 dapat digunakan sebagai masukan ke penguat osilator pembalik dan input ke sirkuit clock internal operasi. Tergantung pada pengaturan pemilihan sekering jam, PB7 dapat digunakan sebagai output dari penguat pembalik Oscillator. Jika dikalibrasi internal RC Oscillator digunakan sebagai sumber clock chip, PB7 .. 6 digunakan sebagai TOSC2 .. 1 masukan untuk Timer/Counter2 Asynchronous jika bit AS2 di ASSR diatur. Fitur khusus berbagai Port B yang diuraikan dalam "Fungsi Alternatif Port B" dan "Sistem Jam dan Pilihan Jam"
Port C (PC5.. PC0) Port C adalah 7-bit bi-directional I / O port dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). The Port C output buffer memiliki karakteristik drive yang simetris dengan baik wastafel tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai masukan, Port C pin yang ditarik eksternal sumber akan rendah saat ini jika pull-up resistor diaktifkan. The Port C pin adalah tri-dinyatakan ketika kondisi ulang menjadi aktif, bahkan jika jam tidak berjalan. PC6/RESET Jika Fuse RSTDISBL diprogram, PC6 digunakan sebagai pin I / O. Perhatikan bahwa karakteristik listrik dari PC6 berbeda dari pin lain PortC. Jika Fuse RSTDISBL yang tak terprogram, PC6 digunakan sebagai masukan ulang. Sebuah tingkat rendah pada pin ini selama lebih dari panjang pulsa minimum akan menghasilkan ulang, bahkan jika jam tidak berjalan.
19
Port D (PD7.. PD0) Port D adalah 8-bit bi-directional I / O port dengan internal pull-up resistor (dipilih untuk setiap bit). The Port D output buffer memiliki karakteristik drive yang simetris dengan baik wastafel tinggi dan kemampuan sumber. Sebagai masukan, Port D pin yang ditarik eksternal sumber akan rendah saat ini jika pull-up resistor diaktifkan. The Port D pin adalah tri-dinyatakan ketika kondisi ulang menjadi aktif, bahkan jika jam tidak berjalan. Port D juga melayani fungsi fitur khusus berbagai ATmega8
RESET ulang masukan. Sebuah tingkat rendah pada pin ini selama lebih dari panjang pulsa minimum akan menghasilkan reset, bahkan jika jam tidak berjalan .. Pulsa pendek tidak dijamin untuk menghasilkan reset.
AVCC AVCC adalah pin suplai tegangan untuk A / D Converter, Port C (3 .. 0), dan ADC (7 .. 6). Harus eksternal terhubung ke VCC, meskipun ADC tidak digunakan. Jika ADC digunakan, harus dihubungkan ke VCC melalui low-pass filter. Perhatikan bahwa Port C (5 .. 4) menggunakan tegangan suplai digital, VCC.
AREF AREF adalah pin referensi analog untuk A / D Converter.
ADC7 .. 6 (TQFP dan QFN / MLF Paket Only) Dalam paket TQFP dan QFN / MLF, ADC7 .. 6 berfungsi sebagai input analog ke A / D converter.
Pin ini didukung dari pasokan analog dan berfungsi sebagai 10-bit saluran ADC.
