BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. SENSOR 2.1.1. Pengertian Umum Sensor

Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya. Klassifikasi sensor dari segi fungsi secara umum terdiri atas 3 jenis, yaitu: 1. Sensor Thermal/ Panas 2. Sensor Optik/ cahaya 3. Sensor Mekanis 4. Sensor Kimia (Chemical sensor) 1. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, level dsb.Contoh : strain Gauge,Bourdon tube/ mengukur tekanan, Load Cell/mengukur Gaya,Potensiometer/mengukur sudut putaran 2. Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan. Contoh; photo cell, photo transistor,multiplier,photodiode, pyrometer optic, dsb 3. Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya. Karakteristik sensor suhu ditentukan dari sejauh mana sensor tersebut memiliki kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap perubahan suhu yang ingin dideteksinya.

17 Universitas Sumatera Utara

4. Sensor kimia (Chemical sensor) Sensor ini didesign dan digunakan untuk menganalissa keadaan ataupun adanya kadar suatu zat kimia .Sensor ini termasuk non-essensial ( bukan sensor dasar) .Menurut klassifikasi sensor secara umum, maka sensor film kitosan yang digunakan ada penelitian ini tergolong kedalam jenis sensor kimia. A. Klasifikasi sensor kimia Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya : •

direct sensor yaitu sensor yang bekerja berdasarkan reaksi kimia yang menhasilkan besaran

elektrik seperti resistansi, tegangan, arus atau kapasitas ( tidak ada proses tranduser)

Gambar 2.1.1. Direct sensor

•

Complex sensor yaitu sensor yang tidak secara lansung menghasilkan besaran elektrik melainkan

dibutuhkan bantuan tranduser lain pada sensornya untuk menhasilkan besaran elektrik

Gambar 2.1.2. Complex sensor

•

Contoh direct sensor 18 Universitas Sumatera Utara

- Metal Oxide Chemical Sensor Contoh sensor ini yaitu Tin Dioxide SnO2, sensor ini digunakan untuk mendeteksi gas seperti Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH).

- ChemFET ChemFET adalah sebuah field effect taransistor kimia.Sensor ini mendeteksi H2 di udara, O2 didarah, dan beberapa gas yang digunakan dalam militer seperti NH3, CO2, dan explosive gas

•

Contoh Complex sensor

- Biochemical sensor Sensor ini adalh klas specila dari sensor kimia, sensor ini digunakan untuk mendeteksi organisme, sel, organel, enzim, receptor, antibodi, dan lainnya. Contoh disini yaitu bichemical sensor untuk mendeteksi enzim

Gambar 2.1.3 Biochemical sensor Cara kerja biochemical sensor Elemen sensor disini biasanya digunakan bioreactor untuk mendeteksi dan membe rikan respon biosensor, kemudian akan dianalisa secara difusi, reaksi dari ireactor, koreaktans, interfering species dan kinetiknya 19 Universitas Sumatera Utara

Untuk memilih jenis sensor yang sesuai dengan kebutuhan,perlu diperhatikan beberapa syarat sebagai berikut (D Sharon, dkk,1982) :

1. Sensitivitas Sensitivitas yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang dideteksinya. Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai gambaran sebuah inkubator bayi yang dilengkapi dengan sensor yang memiliki sensitifitas yang tinggi 2. Waktu respon dan waktu recovery Waktu respon dan waktu recovery yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya. Semakin cepat waktu respon dan waktu recovery maka semakin baik sensor tersebut. Tanggapan waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan (janata 2001).

Gambar 2.2. Waktu respon

3. Akurasi Akurasi yaitu kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai konvensi,nilai sebenarnya atau nilai rujukan (Miller dan Ermer, 2005) 4.Presisi Presisi yaitu derajat kesamaan antara hasil yang terukur dari pengambilan sampel yang bervariasi 5.Spesifikasi 20 Universitas Sumatera Utara

Spesifikasi yaitu kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan spesifik dengan adanya komponen-komponen lain, seperti ketidak murnian sampel yang akan dideteksi

6. Batas deteksi (Limit of Detection) Batas deteksi (Limit of Detection) yaitu konsentrasi analit terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi meskipun tidak selalu dapat dikuantifikasi. 7. Linearitas Linearitas yaitu parameter yang dipakai untuk melihat respon metode terhadap variasi jumlah sampel, apakah jumlah sampel akan menaikkan respon (Gandjar dan Rohman, 2007) 8. Stabilitas dan daya tahan Stabilitas dan daya tahan yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten memberikan besar sensitifitas yang sama terhadap suhu, serta seberapa lama sensor tersebut dapat terus digunakan.

2.2 KITOSAN

Kitosan biasanya ditemukan di alam sebagai kitin, yang secara natural merupakan komponen makromolekul berupa polisakarida yang dibentuk dari n-asetil-2-amino-2deoksi-d-glukosa melalui ikatan β-(1,4) glikosida. Kitosan terbentuk ketika beberapa gugus asetil dihilangkan dari kitin. Pada tiga dekade terakhir kitosan digunakan dalam proses detoksifikasi air. Apabila kitosan disebarkan diatas permukaan air, mampu menyerap lemak, minyak, logam berat, dan zat yang berpotensi sebagai toksik lainnya, (Kumar 1998). Senyawa kimia kitin dan kitosan mudah menyesuaikan diri, bersifat hidrofobik dan memiliki reaktivitas kimia yang tinggi karena memiliki kandungan gugus OH dan gugus NH2 yang bebas serta ligan yang bervariasi (Prashanth dan Tharanathan 2006).


(a)

(b)

Gambar 2.3. (a) Serbuk Kitosan,

(b) Rumus Kimia Kitosan

Kitosan mempunyai gugus amin yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak serta kemampuannya membentuk gel maka kitosan dapat berperan sebagai komponen yang reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, penstabil, pembentuk film, penjernih, flokulan dan koagulan (Shahidi, 1999).

2.2.1 Sumber dan Mutu Kitosan Kitosan merupakan merupakan polimer karbohidrat alami yang dapat ditemukan dalam kerangka dari krustasea, seperti kepiting, udang dan lobster, serta dalam eksoskeleton zooplankton laut, termasuk karang dan jellyfish. Selain terdapat pada hewan laut kitin juga ditemukan pada serangga, seperti kupu-kupu dan kepik yang juga memiliki kandungan kitin di sayap mereka, serta terdapat di dinding sel ragi dan jamur (Shahidi dan Abuzaytoun 2005). Mutu kitosan dapat ditentukan berdasarkan parameter fisika dan kimia, parameter fisis diantaranya penampakan, ukuran (mesh size) dan viskositas, sedangkan parameter kimia yaitu nilai proksimat dan derajat destilasi (DD). Semakin baik mutu kitosan semakin tinggi nilai derajat destilasinya dan semakin banyak fungsinya dalam aplikasinya.

2.2.2 Sifat Fisika-Kimia Kitosan

Secara fisik kitosan, tidak berbau, berupa padatan amorf berwarna putih kekuningan dengan rotasi spesifik [α]D11 -30 hingga -10o (pada konsentrasi asam astat 2 %). Kitosan tidak larut dalam air, alkohol dan aseton(Muzarelli,et al.,1988)


Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah gugus hidroksil (-OH) dan gugus amina (-NH2) pada rantainya, merupakan polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat netral dan asam seperti selulosa, dekstran, peptin,dan agarose. (Kumar, 2000). Kelarutan kitosan sangat dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi sfesifiknya. Beragamnya rotasi spesifik bergantung pada sumber dan metode isolasi serta transformasinya. Dalam bentuk netralnya, kitosan mampu mengkompleks ion logam berat berbahaya seperti Cu, Cr, Cd, Mn, Co, Pb, Hg, Zn, dan Pd. (Sugita et al., 2009). Kitosan hasil dari desetilasi kitin, larut dalam asam encer seperti asam asetat dan asam formiat. Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu mudah dibentuk menjadi spons, larutan, gel, pasta, membran dan serat yang sangat bermanfaat dalam aplikasinya khususnya pada teknologi sensor. (Kaban., 2007). Produksi kitosan dapat dilakukan secara kimia dan enzimatis. Produksi kitosan secara termokimia menggunakan alkali kuat seperti NaOH pada suhu tinggi, namun proses ini menghasilkan mutu kitosan yang beragam dan menghasilkan limbah dan produk samping yang berpotensi toksikan bagi lingkungan. Produksi kitosan secara enzimatis, yakni deasetilasi enzimatis dengan kitin destilase (CDA) dalam bentuk larutan kitosan akan berlangsung lebih mudah, reaksinya lebih homogen disetiap bagian larutan. Menurut hasil penelitian Kolodziesjska, et al, 2000, destilasi enzimatis terhadap kitin/kitosan dalam bentuk larutan dapat mencapai derajat destilasi 88-99 %. Proses pembuatan kitosan secara enzimatis lebih mudah dikendalikan, spesifik dan meminimalkan produk samping (Tsigos et al. 2000). Produk samping yang dapat diminimalkan untuk menjadi produk zero waste diantaranya adalah protein dan beberapa produk turunan lainnya. Kitosan sebagian besar diperoleh dari bahan baku cangkang crustacea, kapang, cumi - cumi dan lain-lain, melalui proses demineraisasi menggunakan HCl 1:7 (v/v), dilanjutkan dengan proses deproteinasi menggunakan NaOH 1:10 (v/b), dan deasetilasi menggunakan NaOH 50%. Masing-masing proses memiliki tujuan yang berbeda. Proses demineralisasi bertujuan untuk menghilangkan kandungan mineral dalam cangkang, deproteinasi bertujuan untuk menghilangkan protein yang terdapat pada cangkang, sedangkan proses deasetilasi bertujuan untuk menghilangkan gugus asetil. Proses ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas fungsi dari kitosan (Angka dan Suhartono 2000). 23 Universitas Sumatera Utara

2.2.3 Sifat-Sifat Kitosan sebagai Zat Anti-Bakteri Kitosan dapat digunakan sebagai antibakteri dengan mekanisme kitosan dapat berikatan dengan protein membran sel, diantaranya glutamat yang merupakan komponen membran sel. Menurut (Simpson, 1997), hal ini dapat ditunjukan pada Staphylococcus aureus dan Enterobacteri aeruginosa. Selain berikatan dengan protein membran, terutama phosphatidil colin (PC) sehingga menyebabkan permeabilitas inner membrane (IM) menjadi meningkat dan dengan meningkatnya permeabilitas IM memberi jalan yang mudah untuk keluarnya cairan sel, khususnya pada Eschericia coli setelah 60 menit komponen enzim β- galaktosidase dapat terlepas. Hal ini menunjukan bahwa cairan sel dapat keluar dari sitoplasma dengan membawa komponen metabolit lain dan menyebabkan terjadi lisis. Adanya peningkatan lisis ini menyebabkan terhentinya pembelahan sel (regenerasi) dan menyebabkan bakteri mati. (Tsai dan Su 1999) juga melaporkan bahwa kitosan dapat menghambat pertumbuhan E. coli. Adanya penghambatan ini disebabkan oleh adanya keelektromagnetifan permukaan sel E.coli. Aktivitas antibakteri oligomer kitosan beragam tergantung jenis bakteri uji. Bakteri gram positif yaitu Lactobacillus monocytogenes, Bacillus cereus dan S. aureus lebih dihambat oleh kitosan dibandingkan oligomernya, sedangkan bakteri gram negatif seperti Pseudomonas aeruginosa, Salmonella typhimurium dan E.coli lebih dihambat oleh bentuk oligomernya dengan DP 1-8 menggunakan selulase.

2.3 Mikrokontroller AT MEGA 8535 Mikrokontroler sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada

terlebih

dahulu

muncul

mikroprosesor. Bila

dibandingkan dengan

mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya : 1.Tersedianya I/O I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI 8255. (Syahrul.2012) 2. Memori Internal 24 Universitas Sumatera Utara

Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan-kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke mikrokontroler.

Namun

demikian,

meski

memiliki

berbagai

kelemahan,

mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem. Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu kemasan IC. Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s RISC processor) standar memiliki arsitektur 8-bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16- bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Berbeda dengan instruksi MCS-51 yang membutuhkan 12 siklus clock karena memiliki arsitektur CISC (seperti komputer), (Dedi, 2010)


Gambar 2.4. Blok Diagram ATMega8535 Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai berikut : 1.

Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.

2.

ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

3.

Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.

4.

CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5.

Watchdog Timer dengan osilator internal.

6.

SRAM sebesar 512 byte.

7.

Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.

8. Unit interupsi internal dan eksternal. 9.

Port antarmuka SPI.

10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog. 12. Port USART untuk komunikasi serial

Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga AT Tiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga AT Mega dan AT 89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing - masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama. Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu AT Mega8535. Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535 juga memiliki fasilitas yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, dan AT Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat AT Mega 8535

lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan

fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan Atmega 8535 sebagai mikrokontroler yang powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :


2.3.1 Konfigurasi PIN ATMega 8535

Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535 Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin input/output sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing-masingnya terdiri atas 8 pin. Pin-pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, (Agus, 2005). konfigurasi pin AT Mega8535 dapat dilihat pada gambar 2.3. Berikut ini adalah susunan pin-pin dari ATMega 8535 : 1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya 2. GND merupakan pin ground 3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC 4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu

Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI 5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan Timer Oscilator 6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART 27 Universitas Sumatera Utara

7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler 8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).

2.3.2 Port-Port Pada Atmega 8535 Dan Fungsinya 1. Port A Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit-bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.

2. Port B Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut. Tabel 2.1 Fungsi Pin-pin Port B

3. Port C


Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2.

4. Port D Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsifungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut : Tabel 2.2. Fungsi Pin-pin Port D

5. RESET RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka system akan di-reset. 1. Peta Memori AT Mega8535 AT Mega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.(Wardhana.2006)


2. Program Memory AT Mega8535 memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian, yaitu Boot Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan. Application Flash Section digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.(Agus,2005).

Gambar 2.6. Peta Memori Program 3. Data Memory

. Gambar 2.7. Peta Memori Data 30 Universitas Sumatera Utara

Gambar berikut menunjukkan peta memori SRAM pada AT MEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.

2.3.3. Komunikasi Serial pada AT Mega 8535 Peralatan komunikasi Serial pada AT Mega8535 sudah terintegrasi pada system Chip. Dan masing-masing registernya baik data maupun kontrol dihubungkan dengan register Input-Output atau Port, sebagaimana peralatan lainnya. Sehingga User (kita) cukup hanya mengakses register-register yang berhubungan dengan Serial inilah untuk mempengaruhi atau memanipulasi peralatan tersebut. Data dikirim melalui beberapa jalur data. Biasanya masing-masing dengan kabel tersendiri.Pada prisipnya register-register peralatan ini hanya 5 buah. UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, dan UBRR. (Wardhana .2006) 2.3.4.Liquid Crystal Display (LCD) 2x16 Kegunaan LCD

banyak

sekali

dalam perancangan suatu system dengan

menggunakan mikrokontroler. LCD (Liquid Crystal Display) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 yang artinya lebar display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin konektor(Agus. 2005). Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin-pin LCD antara lain: VCC (Pin 1)

: Merupakan sumber tegangan +5V

GND 0V (Pin 2)

: Merupakan sambungan ground.

VEE (Pin 3)

: Merupakan input tegangan Kontras LCD.

RS Register Select (Pin 4)

: Merupakan Register pilihan 0 = Register Perintah, 1 = register data

R/W (Pin 5)

:Merupakan read select, 1 = read, 0 = write.

Enable Clock LCD (Pin 6)

: Merupakan masukan logika 1 setiap kali 31 Universitas Sumatera Utara

pengiriman Atau pembacaan data D0 – D7 (Pin 7 – Pin 14)

: Merupakan Data Bus 1 -7

Anoda ( Pin 15)

: Merupakan masukan tegangan positif backlight :Merupakan masukan tegangan negatif

Katoda (Pin 16)

Backlight

Gambar 2.8. LCD 2 x 16 Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sebuah data sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu dan berikutnya di set.( Afrie. 2011) 2.3.5. Pengenalan Hyperterminal HyperTerminal adalah sebuah program yang dirancang untuk melaksanakan fungsi komunikasi dan emulasi terminal.Juga dikenal sebagai HyperTerminal, program ini telah ditawarkan sebagai bagian dari sistem operasi Microsoft sejak peluncuran Windows 98. Pada dasarnya, Hyper Terminal memungkinkan pengguna komputer memanfaatkan komputer lainnya untuk berhubungan antara dua system. Pada awalnya HyperTerminal adalah untuk membolehkan kita menggunakan saluran talian telefon biasa bagi membina sambungan dial-up hanya diantara 2 komputer atas tujuan memanfaatkannya sebagai sistem pemindahan data ke peranti di dalam sistem.Namun kini, HyperTerminal adalah sebuah program dengan fungsi yang boleh kita gunakan untuk berhubung dengan komputer lain, laman telnet, sistem paparan buletin ( Buletinbord = BBSs ), perkhidmatan dalam talian dan sebagai host 32 Universitas Sumatera Utara

komputer samada menggunakan modem, kabel modem atau sambungan ethernet (TCP/IP= winsock) juga tatacara kawasan seperti bit pada saaat (bps). Rancangan

aslinya

untuk

HyperTerminal

memungkinkan

anda

untuk

menggunakan jalur telepon standar membuat koneksi dialup antara dua komputer. Program ini akan memanfaatkan modem internal dari host atau komputer utama dan menggunakan layanan seperti Telnet untuk membuat sambungan ke komputer sekunder. Sambungan ini dapat dimanfaatkan untuk mentransfer data dan file dari satu sistem ke yang lainnya, tanpa perlu menyimpan data untuk beberapa jenis perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke sistem lainnya. Bersama dengan membuat transfer data antara dua komputer proses yang relatif mudah, HyperTerminal

juga

memungkinkan

sistem

utama

untuk

mengakses

dan

memanfaatkan layanan halaman pemberitahuan yang terletak di sistem kedua. Program ini juga dapat digunakan untuk memecahkan masalah masalah dengan modem, atau membantu untuk memastikan modem yang baru dipasang berfungsi dengan benar. HyperTerminal memanfaatkan port serial dan kontrol yang terkait dengan perangkat eksternal. Perangkat ini dapat bervariasi dan meliputi opsi sebagai peralatan komunikasi radio, robot, dan alat-alat yang digunakan untuk pengukuran ilmiah dan usaha serupa. Koneksi yang disediakan oleh HyperTerminal memudahkan untuk mengambil data dari sumber-sumber ini, serta dapat mengeksekusi perintah ke perangkat dari sistem komputer utama. Ketika memeriksa status dari pengoperasian perangkat seperti modem selaras dengan benar dan bahwa perintah untuk mengaktifkan dialer pada modem berfungsi dengan baik. niasanya HyperTerminal seolah-olah mengirim perintah ke modem dan perangkat yang bekerja melalui semua langkah untuk mendirikan konektivitas dengan jaringan. Mengakses HyperTerminal dapat dilakukan dengan mudah dengan cara menggunakan menu Start dari setiap sistem berbasis Windows.

2.3.6. Bahasa Pemrograman Mikrokontroler Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program, 33 Universitas Sumatera Utara

kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C-cross Compiler, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan System programmable Flash on-Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.

2.3.7. Codevision AVR CodeVisionAVR

merupakan

sebuah

cross-compiler

C,

Integrated

Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross-compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded. CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi-fungsi berikut: • Set-up akses memori eksternal • Identifikasi sumber reset untuk chip • Inisialisasi port input/output • Inisialisasi interupsi eksternal • Inisialisasi Timer/Counter • Inisialisasi Watchdog-Timer • Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi • Inisialisasi Pembanding Analog • Inisialisasi ADC 34 Universitas Sumatera Utara

• Inisialisasi Antarmuka SPI • Inisialisasi Antarmuka Two-Wire • Inisialisasi Antarmuka CAN\ • Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real-Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307 • Inisialisasi Bus 1-Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20 • Inisialisasi modul LCD

2.3.8. Visual Basic Microsoft Visual Basic (sering disingkat sebagai VB saja) merupakan sebuah bahasa pemrograman yang menawarkan Integrated Development Environment (IDE) visual untuk membuat program perangkat lunak berbasis sistem operasi Microsoft Windows dengan menggunakan model pemrograman (COM). Visual Basic merupakan turunan bahasa pemrograman BASIC dan menawarkan pengembangan perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat. 2.4. Logam berat Logam menurut pengertian awam adalah barang yang padat dan berat yang biasanya selalu digunakan oleh orang untuk alat-alat dapur atau untuk perhiasan, yaitu besi, baja, emas, dan perak. Padahal masih banyak logam lain yang sangat kecil dan penting serta berperan dalam proses biologis makhluk hidup, misalnya selenium, kobalt, mangan, dan lain-lain.

2.4.1.Hubungan Jenis Senyawa dan Pelarut terhadap Konduktivitas Bila nilai Konduktivitas senyawa lebih besar maka dikatakan senyawa tersebut mengion secara sempurna. Air memiliki sifat lebih mudah berikatan dengan ion-ion sehingga berpengaruh terhadap mobilitas ion-ion senyawa dalam larutannya.Hal ini menyebabkan nilai Konduktivitasnya lebih besar bila suatu senyawa dilarutkan kedalam air,dan semakin besar konsentrasi dari senyawa tersebut maka akan semakin besar pula konduktivitasnya (Endang W 2012). 35 Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.9. Konduktivitas dengan konsentrasi

Menurut Soemirat (2003), definisi logam adalah elemen yang dalam larutan air dapat melepaskan satu atau lebih elektron dan menjadi kation. Sedangkan logam berat adalah unsur logam yang mempunyai densitas > 5 g/cm3. Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria-kriteria yang sama dengan logam-logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya menimbulkan efek-efek khusus pada makhluk hidup. Semua logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski semua logam berat dapat mengakibatkan keacunan atas makhluk hidup, sebagian dari logam-logam berat tersebut tetap dibutuhkan oleh makhluk hidup. Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan -nya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan (Vogel ,A.I. 1994). 2.4.2.Tembaga (Cu)


Unsur Cu ini berasal dari limpasan air yang bercampur abu terbang (flying ash) dan abu dasar(bottom ash),dan juga dapat timbul dari proses pembersihan menggunakan zat kimia pada pipa-pipa boiler serta air buangan dari cooling tower.Dalam konsentrasi sangat rendah tembaga esensial terhadap organisme,dan dalam konsentrasi tinggi akan berubah menjadi toksin yang berbahaya (Ringwood 1992 dan Richmond 2005).Tembaga menempati golongan 11 pada tabel periodik,nomor atom(NA) 29,bobot atom(BA)63.546.Tubuh manusia secara normal mengandung 1,42,1 mg Cu per-kg berat badan. Parameter ini dihasilkan dari buangan/blow down air dari

cooling

tower.Sifat

fisik

unsur -1

ini

keelektronegativan

-1

1,90

(skala

0

Pauling),konduktivitas termal 401 wm .k , dan hambatan elektris(20 C) 16,78 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Tembaga)

Gambar 2.10. Tembaga Sulfat (CuSO4) 2.4.3.Besi (Fe) Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi (Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang tinggi dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta perkakas dapur. Pada air yang tidak mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe2+ yang cukup tinggi, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi (Fe(OH)3), dimana (Fe(OH)3) ini sulit larut pada pH 6 sampai 8. Besi dalam bentuk ion Fe2+ sangat mudah larut dalam air.

Memiliki nilai

Elektronegativitas 1,86 (skala Pauling), konduktivitas termal 80,4 W

-1

.K-1,dan

hambatan elektris (20) 96,1 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Besi). Oksigen yang terlarut akan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan endapan. Fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat mengendap. Besi yang terlarut dalam bentuk Fe2+ dalam air biasanya dihasilkan oleh 37 Universitas Sumatera Utara

pelepasan ion Fe2+ dari bahan-bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002), kehadiran ion Fe2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan-gangguan seperti : 1. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami degradasi. 2. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air yang mengambarkan rasa metalik,astrinogent atau obat Sedangkan besi sulfat adalah yang mempunyai rumus senyawa Fe(II)SO4 adalah ferro sulfat,Coperras atau green Vitrol.bentuknya berupa serbuk warna hijau kebiruan /granula tidak berbau dan rasa seperti garam,segera teroksidasi pada udara lembab.pH 3,7,mudah larut dalam air,tidak larut dalam etanol,dan cepat larut dalam air mendidih. Beberapa macam molekul dari besi(II)sulfat adalah

monohidrat(FeSO4

H2O),tetrahidrat(FeSO44H2O),pentahidrat(FeSO4 5H2O),dan heptahidrat (FeSO4 7H2O).

Gambar 2.11. Besi sulfat

2.4.4.Mangan (Mn) Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki simbol Mn. Mangan ditemukan oleh Johann Gahn pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan berwarna putih keabu-abuan dan berbentuk padat dalam keadaan normal. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Ia adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira-kira 12500C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen.(Gabriel, 2001).Sifat fisik dari Mn adalah elektronegativitas 1,55 (skala Pauling),konduktivitas termal 7,81 wm-1.k-1,keterhambatan elektris(200C) 44 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Mangan). Mangan merupakan dua belas unsur paling berlimpah di kerak bumi (sekitar 0,1%) yang terjadi secara alamiah. Manusia meningkatkan konsentrasi mangan di udara oleh kegiatan industri dan melalui pembakaran bahan bakar fosil. Bagi manusia mangan 38 Universitas Sumatera Utara

merupakan logam yang tidak hanya perlu bagi hidup manusia tetapi juga beracun ketika konsentrasinya terlalu tinggi dalam tubuh manusia. Mangan sulfat (MnSO4) dengan berat molekul 169,01gr/mol,warna merah light,titik didih 8500C,melting point 7000C,berat jenis 2,95,dan mudah larut dalam air panas dan dingin

Gambar 2.12 Mangan sulfat .MnSO4

2.5.Toksisitas Logam Berat Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan -nya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain-lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan. (Vogel ,A.I. 1994). 39 Universitas Sumatera Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents