PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI

TUGAS AKHIR SISTEM PENGENDALIAN PH PADA PEMBUATAN AIR ALKALI Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro

Oleh: FERDINANDUS WIBISANA NIM : 105114021

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2015 i


FINAL PROJECT PH CONTROL SYSTEM IN THE PRODUCTION OF ALKALINE WATER Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

FERDINANDUS WIBISANA NIM : 105114021

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2015

ii

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGEhIDALIAN PH PADA PEMBUATAhI AIR ALKALI (PH CONTROL SYSTEM IN THE PRODUCNON OF ALKALINE WATERI

6

ffi-E Lar{fr/Wibisana

@as *r.o-t Pe,nnbimbing

Tansgal

: 27 Arqt, Jon


t I

r

l,

r

I

r riir

\ I \.).\F,,ll1\

l{

slsTl.\t t)[ \(;1."\t] \t I \\ PU ill \ l'[.\lltt \ I \\ \il{ \t.K \ l i ) rrit

i' ertlrtt;rrt,itr

\l\i

i

" \\ iiri.ail;r

iriil l.iir-l

ri;tit dillcrt;ililtrk,rri tii rlep;rri {};iilti,i ir.'rtriil i),litil iitti{!lii lir \lli.iii. lili i i)irr .ltrrr,r{iikilrl r}idni!'riiiiii -\ r1i.tl

t 1,,.i:t.lli l),$ril i,t IrtiiiLi

;;"rJiili:

!\!:

i; i :1",..it l. \1 iill:

!; i, j

\r'Lrci \ l.t::.!li

l;

t. 1

ii \\r;:, ii.r:,',r \ 1 \1 i i; 1,, i';:irr.r \ii \flir.ill,

\1

I

\ '.:,:ri..,', ,

I .^-{l t ',L,,

/f

r,.,,.,.'.:' :'.

i tr:r'l:- \ i:;. ..r', ir'\."

/ar"

v l/--t..; !\rl:i+;-' '\'.ft a+,

-


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

"Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuatkarya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.,'

Yogyakarta3?aeustus

Z0 t S

T"'1" -./-

Ferdinandus Wibisana


HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP Karya ini kupersembahkan untuk….. Allah Bapa, Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria atas semua curahan karunia-Nya. Bapak Ramli atas segala nasehat, dukungan, dan curahan kasih sayang kepada anaknya ini. Ibu Suryati Asan atas kasih sayang , kesabarannya, perhatian yang tulus dan selalu mendoakan anaknya ini. Adikku Devita Wibisana yang selalu memberikan semangat dan dukungan bagi kakaknya ini. Teman – teman seperjuangan Teknik Elektro 2010 yang selalu berbagi semangat, canda, ejekan, dan motivasi. Dan semua pihak yang ikut memberikan bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung.

“Jika anda jatuh ribuan kali, berdirilah jutaan kali karena anda tidak tahu seberapa dekat anda dengan kesuksesan.” Terima kasih Semua………..

vi


HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

Nama

:

: Ferdinandus Wibisana

Nomor Mahasiswa : 105114021

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul

Perpustakaan

:

SISTEM PENGENDAIAN PH PADA PEMBUATAN AIR ALKALI beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dhanna hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di intemet atau rnedia lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta

ijin dari

saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

YogyakartaltAgustus 20 I 5

T"fu Ferdinandus Wibisana

vil


INTISARI Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Air juga merupakan zat gizi yang penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh, penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh. Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi dan juga gaya hidup. Salah satu cara utuk menjaga kadar keasaman dalam tubuh yaitu dengan mengkonsumsi air alkali. Oleh karena itu penulis bermaksud membuat alat yang dapat memproduksi air alkali dengan pH yang diatur di atas 8. Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini menggunakan sensor pHBTA Vernier sebagai alat ukur kadar keasaman pada air alkali. Proses pembuatan air alkali menggunakan proses elektrolisis. Hasil pengukuran kadar keasaman akan ditampilkan pada LCD character setiap dua menit sampai air alkali dihasilkan. Air alkali yang ingin dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5. Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini sudah dapat bekerja dengan baik. Pada alat perancangan air aqua dan air isi ulang yang diproses sudah dapat menjadi air alkali dengan pH 8,13 untuk air aqua dan 8,04 untuk air isi ulang meskipun jika diukur dengan pH meter referensi masih bernilai 7.8. Alat ini juga sudah dapat melakukan pengukuran kadar keasaman pada berbagai macam sampel air. Alat ini membutuhkan waktu lebih dari 12 jam untuk dapat menghasilkan air alkali dengan pH diatas 8. .

Kata kunci: alat ukur kadar keasmanan, sensor vernier pH - BTA, air alkali, elektrolisis.

viii


ABSTRACT Water is the largest component in the human body. In general, the water content in the human body ranges from 55% - 65%. Water is also an important nutrient for health because it acts as a solvent, regulating body temperature, a provider of minerals and electrolytes as well as maintaining the balance of acidity in the body. One role of water in the body is to maintain the balance of acidity in the body. The acidity of the body can be affected by food intake and lifestyle. One way to guard the acidity in the body is by consuming alkaline water. Therefore, the authors intend to create a tool that can produce alkaline water with a pH that is set above 8. PH control system in the production of alkaline water using pH-BTA Vernier sensors as a measure of acidity in alkaline water. The process of making alkaline water using electrolysis process. Acidity measurement results will be displayed on the LCD character every two minutes until the alkaline water produced. To generate alkaline water has a pH range of 8 to 8.5. PH control system in the production of alkaline water can already be working properly. On the design tool aqua water and refill the water that has been processed can be alkaline water with a pH of 8.13 to 8.04 for the aqua water and refill water even if measured by the pH meter is still worth 7.8 reference. This tool also can perform measurements of acidity on a wide variety of water samples. This tool takes more than 12 hours to be able to produce alkaline water with a pH above 8.

Keywords: Measuring instrument that levels of acidity, pH sensors vernier - BTA, alkaline water, electrolysis.

ix


KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis menyadari bahwa keberhasilan menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 3. B. Wuri Harini, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan skripsi ini. 4. Ir. Tjendro, M.Kom dan Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T., dosen penguji yang telah memberikan masukan, bimbingan, dan saran dalam merevisi skripsi ini. 5. Kedua orang tua dan adik saya, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang yang tiada henti. 6. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa. 7. Teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Teknik Elektro dan semua teman yang mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan, kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya. Penulis

Ferdinandus Wibisana

x


DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii INTISARI .................................................................................................................... viii ABSTRACT ................................................................................................................ ix KATA PENGANTAR ............................................................................................. x DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiv DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang.................................................................................................. 1

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian......................................................................... 3

1.3.

Batasan Masalah ............................................................................................... 3

1.4.

Metodologi Penelitian ...................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI 2.1.

Derajat Keasaman (pH) .................................................................................... 5

2.2.

Proses Elektrolisis ............................................................................................ 7

2.3.

Sensor PH – BTA Vernier ................................................................................ 8

2.4.

Mikrokontroler ATMega8535 .......................................................................... 11

2.5.

ADC ( Analog Digital Converter ) ................................................................... 12

2.6.

LCD ( Liquid Crystal Display )........................................................................ 15

2.7.

Voltage Regulator............................................................................................. 16

2.8.

Motor DC.......................................................................................................... 18 xi


2.9.

IC L298............................................................................................................. 20

2.10.

Limit Switch ...................................................................................................... 21

2.11.

Kontrol On - Off ............................................................................................... 22

BAB III PERANCANGAN 3.1.

Arsitektur Umum.............................................................................................. 23

3.2.

Perancangan Hardware .................................................................................... 24 3.2.1. Perancangan Mekanik ............................................................................ 24 3.2.2. Perancangan LCD Character ................................................................. 27 3.2.3. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega 8535........ 28 3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor pH meter.............................................. 29 3.2.5. Perancangan Driver Motor ..................................................................... 30 3.2.6. Perancangan Rangkaian Elektrolisis ...................................................... 31 3.2.7. Perancangan Limit Switch....................................................................... 31 3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya........................................................ 32

3.3.

Perancangan Software....................................................................................... 35

3.4.

Perhitungan Nilai ADC ................................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1.

Gambar Fisik Hardware................................................................................. 40 4.1.1. Kotak Sistem ........................................................................................ 40 4.1.2. Wadah Air ............................................................................................ 42 4.1.3. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman..................................... 43

4.2.

Pengujian Sistem Alat..................................................................................... 44 4.2.1. Pengujian Alat Hasil Perancangan dengan Sampel Tertentu................ 44 4.2.2. Pengujian Alat Hasil Perancangan........................................................ 45

4.3.

Pengujian Hardware ....................................................................................... 46 4.3.1. Pengujian Sistem Mikrokontroler.......................................................... 46 4.3.2. Pengujian Catu Daya ............................................................................. 48

4.4.

Pengujian ADC ............................................................................................... 48

4.5.

Pengujian Software ......................................................................................... 52 4.5.1. Pengujian Kadar Keasaman Air ........................................................... 52 4.5.2. Pengujian Sistem .................................................................................. 53

4.6.

Pengujian ORP ................................................................................................ 58

xii


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1.

Kesimpulan...................................................................................................... 59

5.2.

Saran ................................................................................................................ 59

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 60 LAMPIRAN A Rangkaian Keseluruhan Perancangan Sistem ................................. L1 LAMPIRAN B Listing Program Sistem ................................................................... L2

xiii


DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1.

Skala Indikator PH ................................................................................ 6

Gambar 2.2.

Proses Elektrolisis ................................................................................. 8

Gambar 2.3.

Sensor PH-BTA Vernier........................................................................ 10

Gambar 2.4.

Konfigurasi Pin Sensor PH-BTA Vernier ............................................. 10

Gambar 2.5.

Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535.................................... 12

Gambar 2.6.

Blok ADC .............................................................................................. 13

Gambar 2.7.

LCD 2x16 .............................................................................................. 15

Gambar 2.8.

Kaki IC 78xx ......................................................................................... 17

Gambar 2.9.

Rangkaian Regulator Tegangan +12 V ................................................. 17

Gambar 2.10.

Motor DC............................................................................................... 19

Gambar 2.11.

Konstruksi Motor DC ............................................................................ 19

Gambar 2.12.

Penampang IC L298 .............................................................................. 20

Gambar 2.13.

Rangkaian Limit Switch ......................................................................... 21

Gambar 2.14.

Simbol Limit Switch .............................................................................. 22

Gambar 2.15.

Limit Switch ........................................................................................... 22

Gambar 2.16.

Grafik Karakteristik Kontrol on-off....................................................... 22

Gambar 3.1.

Blok Diagram Perancangan Subsistem ................................................. 23

Gambar 3.2.

Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 25

Gambar 3.3.

Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 25

Gambar 3.4.

Wadah Air Sampel Tampak Depan ....................................................... 26

Gambar 3.5.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Samping ........ 26

Gambar 3.6.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Depan ............ 27

Gambar 3.7.

Rangkaian LCD Character 16 x 2......................................................... 28

Gambar 3.8.

Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega8535 ................ 29

Gambar 3.9.

Rangkaian Sensor pH Meter.................................................................. 30

Gambar 3.10.

Rangkaian Driver Motor ....................................................................... 31

Gambar 3.11.

Rancangan Limit Switch ........................................................................ 32

Gambar 3.12.

Rangkaian Catu Daya ............................................................................ 34

Gambar 3.13.

Flowchart Program ................................................................................ 37 xiv


Gambar 3.14.

Grafik Hubungan Antara Vout Sensor pH dengan Nilai pH ................. 36

Gambar 3.15.

Grafik Hubungan Antara Nilai pH Terukur dengan Nilai ADC ........... 38

Gambar 3.16.

Grafik Hubungan Antara Nilai ADC dengan Nilai pH ......................... 39

Gambar 4.1.

Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 40

Gambar 4.2.

Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 41

Gambar 4.3.

Kotak Sistem Tampak Depan ................................................................ 41

Gambar 4.4.

Wadah Air.............................................................................................. 42

Gambar 4.5.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman...................................... 43

Gambar 4.6.

Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Mikrokontroler …... ...................... 47

Gambar 4.7.

Program Pengujian Sistem Mikrokontroler........................................... 47

Gambar 4.8.

Program Pengujian ADC ....................................................................... 49

Gambar 4.8.

(Lanjutan) Program Pengujian ADC ..................................................... 50

Gambar 4.9.

Pengujian Tegangan ADC ..................................................................... 50

Gambar 4.10.

Program Pengujian Kadar Keasaman Air.............................................. 52

Gambar 4.10.

(Lanjutan) Program Pengujian Kadar Keasaman Air............................ 53

Gambar 4.11.

Program Sistem ..................................................................................... 54

Gambar 4.11.

(Lanjutan) Program Sistem.................................................................... 55

Gambar 4.11.


Gambar 4.11.


Gambar 4.12.

Tampilan Awal pada LCD..................................................................... 57

Gambar 4.13.

Tampilan LCD Saat Proses Elektrolisis ................................................ 57

Gambar 4.14.

Tampilan LCD Saat Air Alkali Jadi ...................................................... 58

xv


DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Halaman Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan .................................. 6

Tabel 2.2.

Derajat Keasaman ( pH ) Pada Air Sumur ................................................. 6

Tabel 2.3.

Fungsi Pin LCD 2x16 ................................................................................ 15

Tabel 2.4.

Jenis-jenis IC Regulator 78xx .................................................................... 16

Tabel 2.5.

Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298.......................................................... 20

Tabel 3.1.

Konfigurasi Mikrokontroler ATMega 8535............................................... 28

Tabel 4.1.

Keterangan Gambar Kotak Sistem............................................................. 41

Tabel 4.2.

Keterangan Gambar Wadah Air ................................................................. 42

Tabel 4.3.

Keterangan Gambar Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman ........ 43

Tabel 4.4.

Hasil Pengujian Sampel ............................................................................. 44

Tabel 4.5.

Hasil Pengujian Air Aqua .......................................................................... 45

Tabel 4.6.

Hasil Pengujian Air Isi Ulang .................................................................... 45

Tabel 4.7.

Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya ...................................................... 48

Tabel 4.8.

Hasil Pengujian Tegangan ADC ................................................................ 51

Tabel 4.9.

Hasil Pengujian Nilai ADC ........................................................................ 51

xvi


BAB I PENDAHULUAN 1.1.

Latar Belakang Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan

air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Kandungan air dalam setiap organ tubuh manusia juga berbeda-beda, sebagai contoh kandungan air dalam otak manusia sekitar 70%, darah sekitar 82% dan paru-paru sekitar 90% [1]. Air juga merupakan zat gizi yang penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh, penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh. Banyaknya air yang dibutuhkan seseorang berbeda-beda tergantung pada ukuran tubuh orang tersebut dan aktivitas yang dilakukannya sehari-hari. Hal ini menunjukan betapa pentingnya air bagi tubuh manusia. Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi dan juga gaya hidup. Saat seseorang memakan makanan siap saji, kudapan, soda dan alkohol, semuanya akan dicerna oleh tubuh. Proses pencernaan tersebut kemudian menghasilkan senyawa asam yang menyebabkan meningkatnya kadar asam di dalam tubuh. Faktor kurang olahraga, polusi serta gaya hidup yang buruk juga dapat memperburuk keadaan. Saat tubuh memiliki kelebihan zat asam maka hal tersebut dapat mengundang berbagai macam penyakit dari yang ringan hingga kronis, oleh karena itu keseimbangan kadar asam dalam tubuh perlu dijaga agar tetap stabil [2]. Berkaitan dengan salah satu cara untuk menjaga kesehatan tubuh, salah satu parameter yang paling penting adalah kadar keasaman air. Selain itu kadar keasaman (pH) juga akan mempengaruhi beberapa kandungan material yang terdapat di dalam air yaitu kadar karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O2) terlarut. Berdasarkan permasalahan di atas, salah satu cara untuk mengatasinya yaitu dengan mengkonsumsi air alkali atau air yang bersifat basa. Karena pola hidup dan pola makan manusia yang kurang baik dapat menyebabkan tubuh manusia berada dalam kondisi asam sehingga dengan mengkonsumsi air alkali dapat menyeimbangkan kadar keasaman dalam tubuh. Air alkali sendiri merupakan air bermuatan ion negatif yang bersifat basa dan

1


2

memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan dengan air biasa, sehingga sangat baik bagi kesehatan tubuh manusia. Oleh sebab itu penulis ingin membuat alat yang dapat memproduksi air alkali. Alat ini nantinya akan menghasilkan air alkali dengan kadar keasaman (pH) di atas 7 sehingga air akan bersifat basa dan memiliki kandungan oksigen (O2) yang lebih tinggi. Ada beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai alat ukur tentang kadar keasaman antara lain penelitian yang telah dilakukan oleh Rozeff Pramana dengan judul penelitian “Pengontrolan PH Air Secara Otomatis Pada Kolam Ikan Kerapu Macan Berbasis Arduino”[3] menggunakan metode penambahan larutan asam dan basa pada sample air yang akan diukur. Selain itu peneliti menggunakan ATMega 328P sebagai pengontrol sistem dan sensor Analog pH meter v1.0, sedangkan alat yang akan dibuat oleh penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem dan sensor PH-BTA Vernier. Sensor ini akan mengukur secara langsung kadar keasaman air tanpa tambahan larutan asam maupun basa. Output dari sistem akan ditampilkan melalui LCD karakter dalam bentuk nilai kadar keasaman, selain itu alat yang dirancang oleh penulis menggunakan proses elektrolisis untuk menghasilkan air yang bersifat basa. Penelitian lain yang berkaitan dengan alat ukur kadar keasaman adalah penelitian yang berjudul “Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 Sebagai Kontroler Proposional Pada Pengaturan PH”[4] oleh Muammad Lazuardi. Perbedaan penelitian yang sudah ada dengan alat yang akan dibuat penulis terletak pada pengontrol sistem yang digunakan. Penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem. Penelitian ini juga menggunakan tambahan cairan asam maupun basa untuk menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam air, sedangkan penulis menggunakan proses elektrolisis untuk menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam air. Alat yang akan dibuat ini juga sudah mulai dijual dipasaran dengan nama “Generator Air Alkali”[5]. Generator air alkali ini juga menggunakan proses elektrolisis untuk menghasilkan air alkali. Perbedaan antara alat yang sudah ada dengan alat yang akan dibuat oleh penulis terletak pada penambahan sensor pH meter. Penambahan sensor pH meter ini untuk mengetahui kadar keasaman yang dihasilkan sudah tercapai atau belum.

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 1.2.

3

Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah untuk menghasilkan suatu alat yang

dapat memproduksi air alkali. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan air alkali yang dapat menjaga keseimbangan kadar keasaman di dalam tubuh sehingga dapat menjaga daya tahan tubuh.

1.3.

Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Pengukuran dilakukan terhadap air minum kemasan aqua dan air minum isi ulang. b. Air yang dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5. c. Mengukur tingkat pH dalam air. d. Pengukuran dilakukan menggunakan sensor PH-BTA Vernier dengan jangkauan derajat keasaman dari 0 – 14 . e. Pengolahan data menggunakan mikrokontroler ATMega8535. f. Menggunakan LCD 16 X 2 untuk menampilkan data hasil pengukuran. g. Kandungan ORP pada air juga akan diuji dengan ORP meter. h. Kontrol elektroda menggunakan pengendali on - off

1.4.

Metodologi Penelitian Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Pengumpulan bahan – bahan referensi mengenai sebagian atau keseluruhan sistem dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain. b. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari bentuk rancangan

yang tepat untuk sistem

mempertimbangankan berbagai

yang akan dibuat

dengan

aspek permasalahan dan kebutuhan yang

ditentukan dari sistem yang akan dibuat. c. Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem ini bekerja dengan proses elektrolisis dengan menggunakan aliran arus listrik DC yang memiliki dua kutub yang berbeda yaitu positif dan negatif. Air alkali yang dihasilkan terletak pada kutub negatif kemudian air tersebut akan diukur kadar keasamannya. Sensor vernier PH-BTA merupakan sensor pH yang akan mengukur kadar keasaman dari air alkali yang dihasilkan, hasil pengukuran dari sensor akan diolah mikrokontroler


4

melalui channel ADC. Keluaran sensor yang berupa tegangan akan dikonversi mikrokontroler menjadi kadar keasaman. Data keluaran dari mikrokontroler akan ditampilkan ke LCD d. Proses Pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan pengukuran kadar keasaman secara langsung antara air minum kemasan dengan air isi ulang menggunakan sensor PH-BTA Vernier. Data yang sudah diambil akan dibandingkan dengan standar kualitas air minum yang sudah ada sebagai pembanding e. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dengan membandingkan data yang didapatkan dari hasil pengukuran sensor PH-BTA Vernier dengan standar kualitas air minum yang sudah ada. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan menghitung error data yang sudah diambil dari hasil pengukuran.


BAB II DASAR TEORI Pada bab ini berisikan beberapa landasan dasar teori yang digunakan penulis sebagai dasar dalam perancangan sistem pengendali pembuatan air alkali. Landasan dasar teori yang digunakan penulis antara lain menjelaskan tentang derajat keasaman (pH), proses elektrolisis, sensor PH-BTA Vernier, Mikrokontroler ATMega8535, ADC (Analog Digital Converter), LCD (Liquid Crystal Display), rangkaian regulator dan motor dc.

2.1.

Derajat Keasaman (pH) [6] Derajat keasaman atau yang biasa juga disebut dengan pH adalah suatu satuan ukur

yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah pH berasal dari “p” lambang matematika dari negatif logaritma dan “H” lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen yang dapat dinyatakan dengan persamaan 2.1, yaitu :

pH = -log [H+]

(2.1)

pH biasa digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu zat, larutan atau benda. Derajat keasaman (pH) sendiri memiliki skala nilai dari 1 sampai 14. Derajat keasaman (pH) normal memiliki nilai 7 sementara jika nilai derajat keasaman (pH) lebih dari 7 atau konsentrasi [OH-] lebih besar dari pada [H+], maka zat tersebut bersifat basa. Jika nilai derajat keasaman (pH) kurang dari 7 atau konsentrasi [H+] lebih besar dari pada [OH-] maka zat tersebut bersifat asam. Pengukuran pH dapat dilakukan menggunakan pH meter dan kertas indikator pH. Cara menggunakan kertas indikator pH yaitu dengan mengamati perubahan warna pada level pH yang bervariasi. Indikator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran dan dapat terjadi kesalahan pembacaan warna yang disebabkan larutan sampel yang berwarna

5


6

ataupun keruh. Gambar 2.1. menunjukan skala indikator pH yang digunakan untuk pembacaan nilai pH. Pengukuran yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter.

Gambar 2.1. Skala indikator pH [7] Tingkat derajat keasaman pada setiap air berbeda – beda, baik pada air minum kemasan maupun air sumur. Pada table 2.1 dan table 2.2. menunjukan tingkat kadar keasaman air minum kemasan dan air sumur. Table 2.1. Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan [8] No

Merk Air Minum Kemasan

pH

1

Ades

6,11

2

Nestle

6,42

3

Aqua

6,47

4

Club

5,79

5

Pristine

8-8,5

Table 2.2 Derajat Keasaman (pH) Pada Air Sumur [9] No

Lokasi

pH

1

Kota Yogyakarta

6,23 – 6,77

2

Kabupaten Sleman

6,51 – 7,13

3

Kabupaten Kulonprogo

6,35 – 6,7

4

Kabupaten Bantul

6,81 – 7,27

5

Kabupaten Gunung Kidul

6,6 – 6,83


7

Proses Elektrolisis [10] Peristiwa elektrolisis terjadi ketika arus listrik dialirkan melalui senyawa ionik dan

senyawa tersebut mengalami reaksi kimia. Larutan elektrolit dapat menghantar listrik karena mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas. Ion-ion itulah yang menghantarkan arus listrik melalui larutan. Hantaran listrik melalui larutan elektrolit membuat sumber arus searah memberi muatan yang berbeda pada kedua elektroda. Katoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub negatif) bermuatan negatif, sedangkan anoda (elektroda yang dihubungkan dengan kutub positif) bermuatan positif. Spesi (ion, molekul atau atom) tertentu dalam larutan akan mengambil elektron dari katoda, sementara spesi lainnya melepas elektron ke anoda. Selanjutnya elektron akan dialirkan ke katoda melalui sumber arus searah. Pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi. Elektrolit kuat mempunyai daya hantar yang relatif baik meskipun konsentrasinya relatif kecil, sedangkan elektrolit lemah mempunyai daya hantar yang relatif buruk meskipun konsentrasinya relatif besar. Pada proses elektolisis selain jenis larutan, jenis elektroda juga mempengaruhi hasil elektrolisis. Disini elektroda dipilih berdasarkan kemampuannya untuk menghantarkan listrik. Stainless steel merupakan salah satu elektroda yang dapat digunakan dalam elektrolisis. Stainless steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya 10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi (Ferum)[11]. Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirikan arus listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas [H ] dan ion hidroksida [OH ]. Sementara itu pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen [O ], melepaskan empat ion [H ] serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion [H ] dan [OH ] mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air dapat dituliskan pada persamaan 2.2 sebagai berikut :


Anoda

:

Katoda

:

H O

2H + O + 2e

2H O

2H + O

H O

H + OH

8

(2.2)

Gambar 2.2. Proses Elektrolisis [12]

2.3.

Sensor PH-BTA Vernier Alat ukur derajat keasaman (pH meter) adalah sebuah alat elektronik yang digunakan

untuk mengukur pH (derajat keasaman atau kebasaan) dari suatu cairan (meskipun probe khusus terkadang digunakan untuk mengukur pH zat semi padat). Alat ukur kadar keasaman (pH meter) biasa terdiri dari probe pengukur yang terhubung pada sebuah alat elektronik yang mengukur dan menampilkan nilai pH. Prinsip dasar pengukuran pH dengan menggunakan pH meter adalah potensial elektrokimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat di luar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relatif kecil dan aktif. Elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan. Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial listrik antara Merkuri Klorid (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang


9

merupakan larutan di dalam gelas elektroda serta petensial antara larutan dan elektroda perak. Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah tergantung sampelnya. Oleh karena itu, perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan larutan yang ekuivalen yang lainnya untuk menetapkan nilai pH. Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang berinteraksi dengan HgCl diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium. Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh dan tersambung dengan gelembung kaca yang tipis. Di dalamnnya terdapat larutan KCl yang buffer pH 7. Elektroda perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl) dihubungkan ke dalam larutan tersebut. Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang tidak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat di bagian dalam elektroda gelas. Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature, yakni suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperatur. Antara elektroda pembanding dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan. Alat ukur pH harus dikalibrasi sebelum dan setelah setiap pengukuran. Untuk penggunaan normal, kalibrasi harus dilakukan pada awal pemakaian dengan menggunakan standar pH atau sering disebut buffer pH. Standard pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga pH) dimana nilainya relatif konstan dan tidak mudah berubah. Sensor pH (pH- BTA Vernier ) menghasilkan tegangan keluaran sebesar 1.75 Volt pada saat pH 7. Tegangan keluaran dari sensor akan mengalami kenaikan sebesar 0.25 Volt untuk setiap penurunan nilai pH sebesar 1. Tegangan keluaran sensor akan mengalami penurunan sebesar 0.25 Volt untuk setiap kenaikan nilai pH sebesar 1. Sensor ini dapat digunakan untuk mengukur pH dengan range dari 0 sampai 14 [13]. Sensor pH- BTA Vernier ditunjukan seperti pada Gambar 2.3 dibawah ini.


10

Gambar 2.3. Sensor pH- BTA Vernier [14]

Sensor pH- BTA Vernier memiliki konfigurasi pin tipe BTA (British Telecom Analog) – Right Hand seperti pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15]

Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15] dapat dijelaskan sebagai berikut: a. Pin 1 = Sensor output (+/-10V) b. Pin 2 = GND c. Pin 3 = Vres (resistance reference) d. Pin 4 = AutoIDENT (not supported on all sensors) e. Pin 5 = Power (+5VDC) f.

Pin 6 = Sensor output (0-5V)


11

Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor dimana didalamnya sudah

terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock, dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga dapat langsung digunakan dengan memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya. Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, kelas AT90xx, keluarga ATmega, dan kelas AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, speed, operasi tegangan, dan fungsinya. Sedangkan dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan hampir sama [16]. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535 ditunjukan pada Gambar 2.5.

Konfigurasi pin ATMega8535[16] dapat dijelaskan sebagai berikut: a. Pin 1 sampai 8 (PortB

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus sebagai pin

Timer/Counter, komparator analog dan SPI. b. Pin 9 (reset), merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler. c. Pin 10 (VCC), merupakan pin untuk masukan catu daya. d. Pin 11 dan 31 (GND), merupakan pin Ground. e. Pin 12 (XTAL 2), merupakan pin untuk eksternal clock. f. Pin 13 (XTAL 1), merupakan pin untuk eksternal clock. g. Pin 14 sampai 21 (Port

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

h. Pin 22 sampai 29 (Port

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

i. Pin 30 (AVCC), merupakan pin masukan tegangan ADC. j. Pin 32 (AREF), merupakan pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC. k. Pin 33 sampai 40 (Port sebagai pin masukan ADC.

), merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus


12

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 [17]

2.5.

ADC (Analog Digital Converter) [18] ADC mengkonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital selebar 10 – bit.

GND (0 Volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili oleh tegangan pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL. Blok ADC ditunjukan pada Gambar 2.6.

Fitur yang dimiliki ADC adalah sebagai berikut : 1.

Resolusi mencapai 10-bit.

2.

0.5 LSB Integral Non-linearity.

3.

Akurasi mencapai ± 2 LSB.

4.

Waktu konversi mencapai 13 – 260 µs.

5.

8 saluran ADC yang dapat digunakan secara bergantian.

6.

Optional Left Adjustment untuk pembacaan hasil ADC.

7.

0 – VCC Range input ADC.

8.

Disediakan 2.65V tegangan referensi internal ADC.

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI 9.

13

Metode konversi kontinyu (free running) atau mode konversi tunggal (single conversion).

10. Interupsi ADC complete. 11. Sleep Mode Noise canceler.

Gambar 2.6. Blok ADC [19]

Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer ( register ADMUX) untuk diproses oleh ADC, karena converter ADC dalam chip hanya satu buah sedangkan saluran input-nya ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan input ADC sehingga dalam keadaan konstan selama proses konversi. ADC mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVCC-AGDN. AVCC tidak boleh berbeda ±0.3V dari VCC. Sinyal input ADC tidak boleh boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital sinyal input ADC ditunjukan dengan perhitungan yang ditampilkan pada persamaan 2.3. dan 2.4.


Kode digital resolusi 8- bit (256) =

256

Kode digital resolusi 10- bit (1024) = Untuk mencari nilai V =

: xV

1024

14

(2.3)

(2.4)

(2.5)

Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi Vref dan clock FADC (register ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin Aref tidak boleh melebihi AVCC. Tegangan referensi eksternal dapat di – decouple pada pin Aref dengan kapasitor untuk mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2.56V (pin Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan refrensi internal). ADC mengkonversi tegangan input analogmenjadi bilangan digital selebar 10 – bit. GND (0 Volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili oleh tegangan pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL. Mode operasi ADC dibagi menjadi dua kategori yaitu mode konversi tunggal dan mode free running. Mode konversi tunggal dilakukan untuk sekali pembacaan sampel tegangan input, jika ingin membaca lagi maka harus disampel lagi sehingga mengkonversi tegangan input untuk saat – saat yang dibutuhkan saja. Mode konversi tunggal dipilih dengan menge–clearbitADFR dalam register ADCSRA. Mode konversi tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC di-set, dan bit tersebut tetap set sampai satu kali konversi selesai (complete), setelah (complete) itu maka otomatis CPU bit-ADSC akan clear. Ketika konversi sedang berlangsung dan pengguna mengubah saluran (channel) input ADC maka hal tersebut tidak akan diubah oleh CPU hingga konversi ADC saluran tersebut selesai. Mode free running konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu, ADC membaca sampel tegangan input lalu dikonversi hasilnya masukkan ke registerADCH:ADCL terus menerus. Ketika membaca ADC selagi ADC mengkonversi tegangan sedang berlangsung, maka yang terbaca adalah hasil ADC yang terakhir yang dibaca oleh ADC. Mode free runningdipilih dengan meng – set bit-ADFR dalam register ADCSRA. Konversi pertama


15

dalam mode ini dimulai dengan meng – set bit-ADSC. Dalam mode ini ADC bekerja secara independen (tidak bergantung) dari flag interupsi ADC, dimana ADIF set atau clear dianggap sama saja.

2.6.

LCD (Liquid Crystal Display) LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu komponen elektronika yang

berfungsi untuk menampilkan suatu karakter yang diberikan oleh sistem. LCD digunakan untuk mempermudah pembacaan hasil yang diperoleh dari sistem. LCD yang digunakan merupakan LCD karakter yang tampilannya terbatas pada tampilan karakter saja. LCD yang digunakan adalah 2x16, dengan tampilan 2 baris dan 16 kolom yang berarti total karakter yang dapat ditampilkan adalah 32 karakter dan juga LCD ini mempunyai 16 pin konektor. LCD 2x16 ditunjukan pada Gambar 2.7. dan fungsi pin LCD 2x16 pada Table 2.3.

Gambar 2.7. LCD 2x16 [20]

Table 2.3. Fungsi Pin LCD 2x16 [21] PIN

SIMBOL

FUNGSI

1

Vss

GND

2

Vdd

+3V or +5V

3

Vo

Contrast Adjustment

4

RS

H/L Register Select Signal

5

R/W

H/L Read/Write Signal

6

E

H → L Enable Signal


2.7.

7

DB0

H/L Data Bus Line

8

DB1

H/L Data Bus Line

9

DB2

H/L Data Bus Line

10

DB3

H/L Data Bus Line

11

DB4

H/L Data Bus Line

12

DB5

H/L Data Bus Line

13

DB6

H/L Data Bus Line

14

DB7

H/L Data Bus Line

15

A/Vee

+ 4.2V for LED/Negative Voltage Output

16

K

Power Supply for B/L (0V)

16

Voltage Regulators[22] IC secara luas dapat digunakan sebagai regulator tegangan. Unit regulator IC

mengandung rangkaian sumber referensi, penguat komparator, perangkat pengendali dan perlindungan beban lebih. Keluaran unit regulator IC bisa berupa tegangan tetap positif, tegangan tetap negatif atau tegangan variabel. Tegangan tetap positif dapat menggunakn IC dengan seri 78xx. IC seri ini menghasilkan keluaran dari +5 sampai +24. Gambar 2.8. menunjukkan kaki dari IC 78xx, dan Tabel 2.4 menunjukkan jenis-jenis IC regulator 78xx. Tabel 2.4. Jenis-jenis IC Regulator 78xx IC part 7805 7806 7808 7810 7812 7815 7818 7824

Tegangan keluaran (V) +5 +6 +8 +10 +12 +15 +18 +24

Tegangan masukan minimum (V) 7,3 8,3 10,5 12,5 14,6 17,7 21,0 27,1


17

Gambar 2.8. Kaki IC 78xx [23]

Gambar 2.9. memperlihatkan IC 7812 yang terhubung untuk menghasilkan tegangan regulasi +12 volt. Tegangan masukan Vi difilter oleh kapasitor C1 dan dihubungkan ke terminal IN IC. Terminal OUT IC menghasilkan tegangan regulasi +12 volt yang difilter oleh kapasitor C2. Terminal IC yang ketiga dihubungkan ke ground (GND).

Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan +12 V

Perhitungan nilai kapasitor C1 menggunakan persamaan 2.6, yaitu :

Dengan: C

=

√ ∗ ∗

= kapasitor dalam Farad = arus beban dalam Ampere

f

= frekuensi dalam Hz

(

)

(2.6)

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI (

)

= tegangan ripple rms dalam volt

Di mana nilai

(

) dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.7, yaitu :

( dengan

18

)=

(

√

)

(2.7)

( − ) adalah tegangan ripple peak to peak yang merupakan selisih antara tegangan

masukan regulator dengan tegangan masukan minimum IC regulator yang digunakan atau dapat dirumuskan pada persamaan 2.8 berikut : ( − )=

−

(2.8)

dengan: = tegangan masukkan regulator dalam volt = tegangan masukkan minimum IC regulator Apabila tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian disearahkan menggunakan dioda, nilai = dengan

dicari menggunakan persamaan 2.9, yaitu: √2 − 1,4

(2.9)

merupakan nilai tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan trafo

step-down (volt) dan adanya nilai 1,4 karena menggunakan dioda sebagai penyearah[24].

2.8.

Motor DC [25] Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber

tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal


19

menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. Contoh salah satu jenis motor ditunjukkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10. Motor DC Motor DC memiliki 2 bagian dasar : 1.

Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2.

Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir.

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada arah arus I, dan arah medan magnet B. Konstruksi motor dc ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Konstruksi Motor DC


20

2.9. IC L298 [26] IC H-Bridge driver motor DC L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di dalamnya, sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC . IC L298 masingmasing dapat mengantarkan arus hingga 2A. Namun, dalam penggunaannya, IC ini dapat digunakan secara paralel, sehingga kemampuan menghantarkan arusnya menjadi 4A. Prinsip kerja IC L298, IC ini memiliki empat channel masukan yang didesain untuk dapat menerima masukan level logika TTL. Masing-masing channel masukan ini memiliki channel keluaran yang bersesuaian. Gambar 2.12 memperlihatkan penampang IC L298. Dengan memberi tegangan 5 volt pada pin enable A dan enable B, masing-masing channel output akan menghasilkan logika high (1) atau low (0) sesuai dengan input pada channel masukan. Untuk lebih jelasnya prinsip kerja IC L298 dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Gambar 2.12. Penampang IC L298 Tabel 2.5. Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298 Enable A,B 1

0

Input 1,3

Output 1,3

Input 2,4

Output 2,4

0

0

0

0

1

1

1

1

0

X

0

x

1

X

1

x

Keterangan: x : kondisi don’t care (tidak dihiraukan)


21

2.10. Limit Switch [27] Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Pada Gambar 2.13 merupakan rangkaian limit switch yang menggunakan resistor. Nilai resistor yang digunakan didapat dari persamaaan 2.10, yaitu :

=

dengan :

(2.10)

R = nilai hambatan Vcc = tegangan masukkan Voperate =tegangan kerja mikrokontroler Iactvie = arus kerja mikrokontroler VCC

R Output Limit Switch

GND

Gambar 2.13. Rangkain Limit Switch Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada batas/daerah

yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi

pemutusan atau

penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO


22

(Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombolnya tertekan. Simbol dan gambar dari limit switch ditunjukkan seperti pada Gambar 2.14 dan Gambar 2.15.

Gambar 2.14. Simbol Limit Switch

Gambar 2.15. Limit Switch

2.11. Kontrol On – Off [28] Karakteristik kontroler on - off ini hanya bekerja pada 2 (dua) posisi, yaitu on dan off. Kerja kontroler on - off banyak digunakan pada aksi pengontrolan yang sederhana karena harganya murah. Karena sistem kerja yang digunakan adalah on - off saja, hasil output dari sistem pengendalian ini akan menyebabkan proses variabel tidak akan pernah konstan. Besar kecilnya fluktuasi proses variabel ditentukan oleh titik dimana kontroller dalam keadaaan on dan off. Pengendalian dengan aksi kontrol ini juga menggunakan feedback. Gambar 2.16 di bawah ini menunjukan karakteristik kontrol on - off yang hanya bekerja pada 2 posisi.

Gambar 2.16. Grafik karakteristik kontrol on - off


BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1.

Arsitektur Umum Perancangan sistem ini dibagi menjadi dua bagian perancangan, yaitu perancangan

hardware dan perancangan software. Perancangan hardware yang akan dirancang oleh penulis meliputi perancangan rangkaian sensor pH, LCD character, rangkaian sistem mikrokontroler, rangkaian driver motor, rangkaian regulator, perancangan kotak sistem dan perancangan tempat sample . Perancangan software berhubungan dengan program yang digunakan untuk menjalankan sistem pengukuran kadar keasaman pada air alkali dan program yang digunakan untuk mengendalikan motor yang digunakan untuk mengangkat wadah air. Air sampel

Motor DC

Sensor pH-BTA Vernier

LCD character Mikrokontroler

Sensor Limit Switch

LED

Rangkaian Elektrolisis

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Subsistem Sistem ini akan bekerja secara otomatis ketika sistem dinyalakan. Mikrokontroler sebagai pusat sistem akan mengatur sistem secara keseluruhan. Mikrokontroler akan mengatur lama waktu untuk melakukan proses elektrolisis. Sensor pH akan melakukan pengukuran kadar keasaman pada air yang diuji. Air yang diuji akan berada di dalam wadah pengujian yang kemudian akan diangkat menggunakan motor DC untuk memisahkan dengan proses elektrolisis yang sedang berlangsung agar sensor pH dapat mengukur nilai pH. Hasil

23


24

pengukuran sensor pH berupa tegangan yang akan diolah oleh mikrokontroler menggunakan fasilitas ADC yang kemudian akan dikonversi menjadi nilai kadar keasaman. Data hasil pengukuran sensor kemudian akan ditampilkan pada LCD character. Apabila nilai pH yang didapatkan kurang dari batas yang ditentukan yaitu antara 8 - 8,5 maka pengukuran akan terus berlanjut. Sedangkan jika hasil yang didapatkan sudah mencapai batas antara 8 – 8,5 maka pengukuran akan berhenti. Saat nilai pH yang diinginkan sudah tercapai maka proses elektrolisis akan berhenti dan LED akan menyala sebagai tanda jika pH sudah mencapai batas antara 8 – 8,5.

3.2.

Perancangan Hardware

3.2.1. Perancangan Mekanik Perancangan hardware dibagi menjadi tiga, yaitu kotak sistem, wadah tempat sample dan mekanik pengukuran kadar keasaman air. Kotak sistem akan digunakan sebagai tempat mikrokontroler, catu daya dan LCD character. Kotak sistem ini terbuat dari acrylic yang berukuran 13 x 13 x 13 cm. Wadah tempat pengukuran terbuat dari wadah air yang sudah dijual di pasaran. Pada wadah ini akan terjadi proses elektrolisis. Wadah ini akan terdiri dari dua kotak wadah yang terhubung dengan pipa. Pada masing-masing kotak akan dipasang batang elektroda untuk mengaliri arus listrik dc. Kotak wadah pertama akan dialiri arus listrik yang bermuatan negatif, sedangkan kotak wadah kedua akan dialiri arus listrik yang bermuatan positif. Pada kotak pertama yang dialiri arus listrik yang bermuatan negatif akan menghasilkan air yang bersifat basa, sedangkan pada kotak kedua yang dialiri listrik bermuatan positif akan mengasilkan air yang bersifat asam. Perancangan mekanik pengukuran kadar keasaman air terdiri sensor pH, motor dc, katrol dan kotak wadah air. Prinsip kerja dari mekanik pengukuran kadar keasaman air ini adalah motor dc akan menggerakkan katrol yang akan menarik tali yang terhubung dengan wadah air yang berbentuk kotak. Kotak ini akan ditarik ke atas hingga keluar dari air setiap sensor akan melakukan pengukuran kadar keasaman pada air. Karena metode yang digunakan menggunakan proses elektrolisis dimana air akan dialiri arus listrik sehingga dalam melakukan


25

pengukuran, sensor pH tidak boleh terhubung langsung dengan air yang teraliri arus listrik karena dapat menyebabkan sensor rusak ataupun pengukuran menjadi tidak tepat sehingga diperlukan wadah yang akan membawa air keluar mendekati sensor pH. Perancangan hardware dapat dilihat dari Gambar 3.2., Gambar 3.3., Gambar 3.4., Gambar 3.5., Gambar 3.6.

Gambar 3.2. Kotak Sistem Tampak Samping

Gambar 3.3. Kotak Sistem Tampak Atas


Gambar 3.4. Wadah Air Sample Tampak Depan

Gambar 3.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Samping

26


27

Gambar 3.6. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Depan

3.2.2. Perancangan LCD Character LCD character digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran dari pH meter. LCD character yang digunakan adalah 16x2 yang dapat menampilkan 16 karakter dan 2 baris. LCD ini mempunyai dua jenis tipe komunikasi data, yaitu komunikasi data dengan mode 4 bit atau mode 8 bit. Jika menggunakan jalur data mode 4 bit, akan ada 7 jalur data yang terdiri dari 3 jalur untuk jalur kontrol dan 4 jalur untuk jalur data. Jika menggunakan jalur data mode 8 bit, akan ada 11 jalur data yang terdiri dari 3 jalur untuk jalur kontrol dan 8 jalur untuk jalur data. Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enabel), RS(Register Select), dan R/W (Read/write). Pada perancangan penulis menggunakan LCD character mode 4 bit yang ditunjukan pada Gambar 3.7. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5 volt. Pengaturan kontras LCD character menggunakan resistor variable sebesar 10kΩ.


28

Gambar 3.7. Rangkaian LCD Character 16 x2

3.2.3. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega 8535 Mikrokontroler ATMega 8535 memiliki empat port dan masing-masing port memiliki delapan pin. Perancangan penggunaan port input dan port output pada mikrokontroler dapat disesuaikan sesuai dengan kebutuhan. Pada perancangan ini port yang akan digunakan yaitu port A, port B dan port D. konfigurasi port yang akan digunakan ditunjukkan pada Tabel 3.1. Tabel 3.1. Konfigurasi Mikrokontroler ATMega8535 Port

Fungsi

Port A.0

Output dari Sensor pH Vernier BTA

Port A.2 s/d Port A.3

Limit Switch Atas dan limit Switch Bawah

Port A4

LED

Port B.0 s/d Port B7

Output LCD character

Port D.2 s/d Port D.7

Driver Motor DC


29

Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega8535

3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor pH meter Sensor pH yang digunakan adalah sensor Vernier PH-BTA. Sensor ini mampu membaca nilai pH dari 0 – 14 dimana saat pH bernilai 7 maka sensor akan menghasilkan tegangan keluaran sebesar 1,75 Volt. Sensor ini memiliki kriteria dimana setiap penurunan hasil pengukuran pH maka akan terjadi peningkatan nilai tegangan keluaran sebesar 0,25 Volt/pH dan setiap peningkatan hasil pengukuran pH maka akan terjadi penurunan tegangan keluaran sebesar 0,25 Volt/pH. Sehingga tegangan keluaran minimum yang dapat dihasilkan yaitu 0 Volt saat pH bernilai 14 sedangkan tegangan keluaran maksimum yang dapat dihasilkan yaitu 3,5 Volt saat pH bernilai 0. Hasil output sensor kemudian akan diolah oleh mikrokontroler yang kemudian nilainya akan ditampilkan pada layar LCD.


30

5V

sensor pH output sensor

GND

Gambar 3.9. Rangkaian Sensor pH meter Sensor vernier PH-BTA memiliki 6 konfigurasi pin, pada perancangan pin yang digunakan hanya 3 pin yaitu pin 2 terhubung ground, pin 5 terhubung power (0-5V), dan pin 6 sebagai output sensor yang akan terhubung dengan mikrokontroler ATMega8535. Rangkaian sensor pH meter ditunjukan pada Gambar 3.9.

3.2.5. Perancangan Driver Motor Driver motor merupakan rangkaian yang berfungsi untuk meningkatkan arus keluaran mikrokontroler ke motor dc. Motor dc yang akan dikendalikan oleh mikrokontroler memerlukan arus sebesar 1A sedangkan mikrokontroler hanya memiliki arus keluaran yang kecil, sehingga diperlukan driver motor untuk menguatkan arus. Rangkaian driver motor yang dirancang seperti pada Gambar 3.10. Pada perancangan driver motor ini digunakan IC L298 sebagai IC driver. IC ini mampu menguatkan arus sampai 4A. Masukan dari IC L298 merupakan keluaran dari mikrokontroler dengan InA1 dan InA2 merupakan masukan untuk motor penggerak katrol penarik kotak wadah air. Untuk masukan ENA dan ENB merupakan masukan untuk mengatur kecepatan motor. Kecepatan motor akan ditentukan dengan jumlah pulsa yang diberikan atau PWM. Dioda yang digunakan ialah dioda dengan tipe 1N4001 sesuai dengan datasheet L298.


31

Gambar 3.10. Rangkaian Driver Motor

3.2.6. Perancangan Rangkaian Elektrolisis Elektrolisis terjadi ketika arus listrik DC dialirkan melalui senyawa ionik dan senyawa tersebut mengalami reaksi kimia. Aliran arus DC ini yang merubah kandungan kadar keasaman dalam air sehingga air dapat bersifat asam ataupun basa. Pada perancangan rangkaian elektrolisis ini digunakan rangkaian yang sama dengan rangkaian driver motor. Hal ini dikarenakan IC L298 yang digunakan mempunyai dua buah rangkaian H-bridge di dalamnya sehingga IC ini dapat menghasilkan dua buah keluaran. Keluaran arus masing – masing dari IC ini adalah 2 A. Keluaran pertama digunakan untuk motor DC sedangkan keluaran yang kedua digunakan untuk menjalankan proses elektrolisis. Gambar rangkainnya ditunjukan pada Gambar 3.10.

3.2.7. Perancangan Limit Switch Limit switch pada perancangan ini digunakan sebagai batas gerakan naik – turunnya motor pembersih sensor. Berdasarkan persamaan 2.10. nilai resistor yang digunakan dalam perancangan dapat dihitung sebagai berikut :


32

Vcc = 5 Volt Voperate = 2.75 Volt Iactive = 1.1 mA

R= =

(

.

.

)

R = 2,045 KΩ

Gambar 3.11. Rangkaian Limit Switch

Nilai resistor ( R ) yang didapatkan adalah sebesar 2,045 KΩ tidak dijual di pasaran, maka digunakan resistor 2,200 KΩ sebagai gantinya. Gambar rangkain limit switch yang akan dirancang ditunjukkan Gambar 3.11.

3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya Pada perancangan ini catu daya yang digunakan memiliki tegangan sebesar +5 volt dan +12 volt yang berfungsi untuk menyuplai seluruh tegangan yang dibutuhkan sistem. Rangkaian catu daya memperoleh sumber tegangan dari jala-jala listrik PLN, dimana jala-jala listrik PLN menghasilkan tegangan AC 220 volt. Tegangan 220 volt ini harus diturukan terlebih dahulu melalui trafo 1 A, dimana penurunan tegangan akan menjadi sekitar 15 volt.


33

Tegangan AC tersebut kemudian disearahkan menggunakan dioda bridge sehingga menghasilkan gelombang penuh. IC regulator diperlukan untuk menhasilkan tegangan keluaran sebesar +5 volt dan +12 volt. IC regulator yang digunakan adalah IC LM7805 dan LM7812. Rangkaian catu daya yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.12. Nilai kapasitor C1 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6, dengan nilai sebesar 1 A berdasarkan total arus dalam perancangan dan frekuensi 50 Hz. Nilai dihitung menggunakan persamaan 2.7,

(

)

( − ) dihitung mengggunakan persamaan 2.8, dan

dihitung menggunakan persamaan 2.9. Berikut ini perhitungan yang dilakukan untuk mencari nilai kapasitor C1. a. LM7812 =

√2 − 1,4

= 15√2 − 1,4 = 19,81

( − )=

−

( − ) = 19,81 − 14,6 ( − ) = 5,21

( (

(

= =

)= )=

,

(

√

√

)

) = 1,504

√ ∗ ∗ ( √ ∗

∗ ,

)

= 1919 μ

Nilai kapasitor C1 yang didapatkan sebesar 1919 µF tidak dijual di pasaran, maka digunakan kapasitor 2200 µF.


34

b. LM7805 =

√2 − 1,4

= 15√2 − 1,4 = 19,81

( − )=

−

( − ) = 19,81 − 7,3 ( − ) = 12,51

( (

(

= =

(

)=

,

)=

√

√

)

) = 3,611 √ ∗ ∗ √ ∗

= 799 μ

(

)

∗ ,

Nilai kapasitor C2

yang didapatkan sebesar 799 μF tidak dijual di pasaran, maka

digunakan kapasitor 1000μF. Nilai kapasitor C1 dan C2 merupakan nilai kapasitor minimum

yang dibutuhkan oleh rangkaian regulator yang akan dirancang, sehingga digunakan kapasitor yang lebih besar. Hal ini disebabkan semakin besar nilai kapasitor yang digunakan maka nilai tegangan ripple yang dihasilkan akan semakin kecil.

Gambar 3.12. Rangkaian Catu Daya


35

Perancangan Software Pada perancangan software ini dibuat flowchart terlebih dahulu yang bertujuan untuk

mempermudah dalam pembuatan listing program yang akan digunakan. Seperti yang ditunjukan pada Gambar 3.13 saat sistem mulai dijalankan, motor akan berputar clock wise untuk menggerakan kotak wadah air ke atas sampai kotak mengenai limit switch atas dan motor akan berhenti. Setelah wadah berhenti pada batas yang ditentukan maka akan dilakukan proses pengukuran nilai pH. Nilai hasil pengukuran sensor pH diolah oleh mikrokontroler melalui channel ADC. ADC akan mengolah keluaran dari sensor pH yang berupa tegangan input analog yang kemudian akan dikonversikan menjadi nilai pH. Nilai pH yang sudah dikonversi oleh ADC akan dikirim dan ditampilkan pada LCD. Jika hasil yang didapat sudah mencapai batas pH yang diinginkan yaitu 8 – 8,5 maka proses akan selesai dan hasilnya akan ditampilkan pada LCD. Jika belum mencapai batas pH, maka motor akan berputar counter clock wise dan membawa wadah air turun kebawah sampai mengenai limit switch bawah dan motor akan berhenti kurang lebih lima menit dan kemudian akan mengulang proses sampai mencapai nilai pH antara 8 – 8,5. Saat nilai pH sudah mencapai batas antara 8 – 8,5 maka proses elektrolisis akan berhenti dan LED akan menyala sebagai tanda jika nilai pH sudah tercapai. 3.4.

Perhitungan Nilai ADC Sensor pH yang digunakan adalah sensor Vernier PH-BTA. Sensor ini mampu

membaca nilai pH dari 0 – 14 dimana saat pH bernilai 7 maka sensor akan menghasilkan tegangan keluaran sebesar 1,75 Volt. Sensor ini memiliki kriteria dimana setiap penurunan hasil pengukuran pH maka akan terjadi peningkatan nilai tegangan keluaran sebesar 0,25 Volt/pH dan setiap peningkatan hasil pengukuran pH maka akan terjadi penurunan tegangan keluaran sebesar 0,25 Volt/pH. Sehingga tegangan keluaran minimum yang dapat dihasilkan yaitu 0 Volt saat pH bernilai 14 sedangkan tegangan keluaran maksimum yang dapat dihasilkan yaitu 3,5 Volt saat pH bernilai 0. Berdasarkan pada tegangan keluaran yang dihasilkan oleh sensor yaitu dari 0 – 3,5 Volt, maka pada perancangan ini diperlukan rangkaian non inverting dengan gain

,

agar tegangan keluaran sensor mendekati 5 Volt.


36

Gambar 3.14. menunjukkan grafik hubungan antara tegangan keluaran sensor pH dengan nilai pH. 6

Vout Sensor pH

5 4 3 2 1 0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

Nilai pH

Gambar 3.14. Grafik Hubungan Antara Vout Sensor pH Dengan Nilai pH Tegangan keluaran sensor akan diolah oleh mikrokontroler melalui kanal ADC. Pada perancangan ini digunakan mikrokontroler ATMega8535 yang mempunyai 8 kanal ADC yang terletak pada port A.0 sampai port A.7. ADC pada perancangan ini menggunakan tegangan masukan sebesar +5 volt yang diambil dari pin AVCC dan tegangan referensi +5 volt yang diambil dari pin AREF. Resolusi yang digunakan pada perancangan ini adalah 10 bit. Perhitungan nilai ADC untuk perancangan ini menggunakan persamaan 2.4. Tegangan masukan dari sensor sebesar 5v (untuk nilai pH = 0), 2,5v (untuk nilai pH = 7), 0v (untuk nilai pH = 14), dan tegangan referensi sebesar 5v. Nilai ADC yang dihasilkan dapat ditentukan dengan perhitungan berikut: Nilai ADC (pH = 0) =

=

x 1024

x 1024

= 1024


37

Mulai Inisialisasi port mikrokontroler atmega 8535

Elektrolisis ON Motor clock wise T

Limit switch atas ON? Y Motor behenti

Sensor melakukan pengukuran nilai pH Tampilkan nilai pH di LCD

Apakah 8≤ pH ≤8,5

Y

LED menyala

T Motor counter clock wise T Limit switch bawah ON? Y Motor berhenti delay 5 menit

Gambar 3.13. Flowchart Progarm

Elektrolisis OFF

Selesai


Nilai ADC (pH = 7) =

=

38

x 1024 ,

x 1024

= 512 Nilai ADC (pH = 14) =

=

x 1024

x 1024

=0 Dari perhitungan nilai ADC masing – masing nilai pH didapatkan grafik hubungan antara nilai Vout sensor pH dengan nilai ADC yang dihasilkan oleh mikrokontroler yang ditunjukan dengan grafik pada Gambar 3.15. 1200

Nilai ADC

1000 800 600 400 200 0 0

1

2

3

4

5

6

Vout Sensor pH

Gambar 3.15. Grafik Hubungan Antara Vout sensor pH Dengan Nilai ADC Perhitungan tegangan (

) dengan resolusi 10 bit pada perancangan ini mengacu pada

persamaan 2.5. Jika nilai ADC sebesar 1024 dan tegangan referensi 5v, maka tegangan ( yang didapat adalah sebagai berikut:

)


=

=

39

x Vref

x5

=5v Nilai digital di atas yang akan diolah oleh mikrokontroler. Nilai tegangan (

) inilah

yang akan dihitung untuk mendapatkan nilai pH yang sudah ditentukan yaitu pada saat volt maka nilai pH = 0. Dari perhitungan nilai tegangan (

=5

) akan didapatkan grafik hubungan

antara nilai ADC dengan nilai pH terukur seperti pada Gambar 3.16. 16 14

y = -0.013671875x + 14

Nilai pH

12 10 8 6 4 2 0 0

200

400

600

800

1000

1200

Nilai ADC

Gambar 3.16. Grafik Hubungan Antara Nilai ADC Dengan Nilai pH Dari grafik hubungan antara nilai ADC dengan nilai pH didapatkan persamaan yang akan digunakan untuk perhitungan nilai pH dalam perancangan sebagai berikut: Nilai pH = -0.013671875(nilai ADC) + 14

(3.1)


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi tentang pembahasan yang meliputi pembahasan tentang hardware yang telah dibuat, hasil pengujian rangkaian yang dibuat berdasarkan perancangan hasil pengambilan data beserta pembahasan tentang data yang sudah diperoleh dan pembahasan tentang software yang telah dibuat.

4.1.

Gambar Fisik Hardware

4.1.1. Kotak Sistem Kotak sistem yang dibuat sedikit berbeda dengan hasil perancangan yang dibuat seperti pada Gambar 3.2. Hal ini dikarenakan kotak sistem yang dibuat belum memperhitungkan besar komponen elektronik, letak dan posisi komponen. Sehingga kotak sistem ini dibuat lebih besar dari perancangan dan mendapat tambahan tombol reset serta LED indikator pada bagian atas.

Gambar 4.1. Kotak Sistem Tampak Atas

40


Gambar 4.2. Kotak Sistem Tampak Samping

Gambar 4.3. Kotak Sistem Tampak Depan Tabel 4.1. Keterangan Gambar Kotak Sistem No.

Keterangan

1

LED Indikator

2

LCD

3

Tombol Reset

4

Port AC

5

Saklar On/Off

6

Port Motor DC

7

Port Elektrolisis

8

Sensor pH

41


42

4.1.2. Wadah Air Perancangan wadah air yang dibuat seperti pada Gambar 3.4. tidak jauh berbeda dengan hasil yang dibuat seperti pada Gambar 4.4. Pada wadah air yang dibuat diberikan tambahan keran air pada pipa yang menghubungkan kedua wadah air. Keran air ini berfungsi untuk membuka atau menutup aliran air pada kedua wadah karena saat air alkali sudah dihasilkan, kadar keasaman pada masing-masing wadah air akan berbeda. Keran air ini dibuka saat akan membuat air alkali dan ditutup saat air alkalinya sudah jadi.

Gambar 4.4. Wadah Air

Tabel 4.2. Keterangan Gambar Wadah Air No.

Keterangan

1

Keran Air

2

Wadah Air 1(Tempat Air Alkali)

3

Keran Penghubung

4

Wadah Air 2

5

Stainless Steel(Kutub Negatif)

6

Stainless Steel(Kutub Positif)


43

4.1.3. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Perancangan kotak mekanik pengukuran kadar keasaman dibuat sedikit berbeda dengan Gambar 3.5. Hal ini dikarenakan belum memperitungkan wadah air yang akan digunakan, sehingga pada pembuatan kotak mekanik pengukuran kadar keasaman diberikan tambahan kotak yang digunakan untuk menyangga motor DC dan sensor pH seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.5.

Gambar 4.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman

Tabel 4.3. Keterangan Gambar Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman No.

Keterangan

1

Wadah Air

2

Kotak Penyanggah Sensor

3

Sensor pH Vernier

4

Motor DC


44

Pengujian Sistem Alat Pengujian sistem yang dilakukan yaitu pengujian sensor dengan sample tertentu.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah sensor sudah bekerja dengan baik atau belum. Data hasil pengujian sensor pH yang dirancang akan dibandingkan dengan sensor yang sudah ada di pasaran. Hal ini bertujuan untuk mengetahui error yang dihasilkan alat yang sudah dirancang. Perhitungan error yang terjadi diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut:

100 %

Error ( % ) =

(4.1)

4.2.1. Pengujian Alat Hasil Perancangan dengan Sampel Tertentu Pengujian alat hasil perancangan dilakukan dengan menggunakan sampel tertentu, sampel yang digunakan meliputi air minum kemasan aqua, air tanah, dan larutan buffer dengan kadar keasaman 4 dan 6,86. Pengukuran sampel dilakukan dengan menggunakan alat hasil perancangan dengan arus sebesar 1.24 A dan dan tegangan 15.6 V, kemudian hasil dari nilai pH terukur akan dibandingkan dengan pengukuran dari alat pH meter referensi yaitu sensor HANNA. Dari kedua alat tersebut akan didapatkan perbedaan hasil pengukuran nilai pH. Dari perbedaan nilai hasil pengukuran antara kedua alat kemudian akan dicari nilai error dari percobaan pengukuran sampel yang dilakukan. Perhitungan nilai error yang didapatkan dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1. Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sampel No. 1 2 3 4 5

Nilai pH Terukur Error (%) Alat Referensi Rata-rata Alat Perancangan Rata-rata Buffer pH 4 4 4 4 4 4.4 4.4 4.4 4.4 10 Buffer pH 6.86 6.8 6.8 6.8 6.8 7.2 7.2 7.2 7.2 5.88235 Air Aqua 7.1 7.1 7.1 7.1 7.2 7.3 7.3 7.26667 2.34742 Air Isi Ulang 6.9 6.9 6.9 6.9 7.1 7.2 7.3 7.2 4.34783 Air Tanah 6.5 6.5 6.5 6.5 7 6.9 6.9 6.93333 6.66667 Rata-Rata Error(%) 5.84885 larutan


45

4.2.2. Pengujian Alat Hasil Perancangan Pengukuran air sampel yang diproses dilakukan menggunakan alat yang dirancang dan dibandingkan dengan pengukuran dari alat pH meter referensi yaitu sensor HANNA. Perhitungan nilai error yang didapatkan dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1. Tabel 4.5. Hasil Pengujian Air Aqua Nilai pH Terukur Error(%) Alat Referensi Alat Perancangan 6.8 7.14 5 6.9 7.23 4.78261 6.9 7.31 5.94203 7.1 7.48 5.35211 7.3 7.61 4.24658 7.3 7.63 4.52055 7.4 7.67 3.64865 7.6 7.78 2.36842 7.8 7.91 1.41026 7.8 7.94 1.79487 7.8 7.95 1.92308 7.8 8.13 4.23077 Rata-rata Error(%) 3.76833

No Waktu(Jam) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Air Isi Ulang Nilai pH Terukur Error(%) Alat Referensi Alat Perancangan 6.8 7.08 4.11765 6.8 7.16 5.29412 6.9 7.23 4.78261 7 7.41 5.85714 7.2 7.57 5.13889 7.3 7.62 4.38356 7.3 7.73 5.89041 7.5 7.75 3.33333 7.7 7.86 2.07792 7.7 7.94 3.11688 7.8 7.97 2.17949 7.8 8.04 3.07692 Rata-rata Error(%) 4.10408

No Waktu(Jam) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11


46

Dari hasil pengujian sampel, alat yang dbuat sudah dapat bekerja dengan baik dan dapat menghasilkan air alkali dengan kadar keasaman 8.13 untuk air aqua dan 8.04 untuk air isi ulang dengan waktu 11 jam. Meskipun pada pengujian menggunakan alat referensi air alkali baru mencapai kadar keasaman 7.8, sehingga jika diinginkan air alkali yang sesuai dengan alat referensi diperlukan waktu elektrolisis yang lebih lama. Dari hasil tersebut juga masih terdapat error atau perbedaan dalam pengukuran dengan rata-rata error 3.76% pada air aqua dan 4.1% pada air isi ulang. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor seperti penetralan sensor, jarak waktu antar pengukuran, dan suhu air. Proses penetralan sensor sangat berpengaruh pada proses pengukuran karena setelah sensor melakukan pengukuran cairan dari sampel yang diukur masih tetap menempel pada probe sensor sehingga jika sensor tidak disterilkan terlebih dahulu akan berpengaruh pada pengukuran kadar keasaman terutama pada kadar keasaman yang memiliki rentang yang cukup jauh. Jarak waktu antar pengukuran sampel dan suhu juga dapat mempengaruhi. Jarak waktu yang dimaksud adalah jarak waktu pengukuran pertama dengan kedua dan seterusnya. Karena setelah melakukan pengukuran sensor hanya didiamkan saja sehingga dapat memungkinkan suhu pada probe berubah sehingga mempengaruhi pengukuran selanjutnya.

4.3.

Pengujian Hardware

4.3.1. Pengujian Sistem Mikrokontroler Pengujian rangkaian sistem mikrokontroler ini dilakukan untuk mengetahui mikrikontroler sudah bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan membuat program untuk menampilkan tulisan pada LCD character dan men-download program tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega 8535. PORTB digunakan sebagai output untuk menampilkan tulisan pada LCD character. Tulisan yang akan ditampilkan pada LCD character yaitu “ALAT UKUR KADAR KEASAMAN”. Program yang dituliskan pada software dengan bahasa C yaitu seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.7. berikut:


Gambar 4.6. Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Mikrokontroler #include <mega8535.h> #include <delay.h> #include #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> char buf[16]; // Alphanumeric LCD Module functions void main(void) { // Declare your local variables here // RS – PORTB Bit 0 // RD – PORTB Bit 1 // EN – PORTB Bit 2 // D4 – PORTB Bit 4 // D5 – PORTB Bit 5 // D6 – PORTB Bit 6 // D7 – PORTB Bit 7 // Characters/line: 16 lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf(“ALAT UKUR”); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf(“KADAR KEASAMAN”); delay_ms (2000); while (1) { // Place your code here } }

Gambar 4.7. Program Pengujian Sistem Mikrokontroler

47


48

Berdasarkan Gambar 4.6 terlihat bahwa rangkaian sistem mikrokontroler dapat bekerja dengan baik, karena rangkaian ini dapat menampilkan tulisan pada LCD character sesuai dengan yang dituliskan pada program.

4.3.2. Pengujian Catu Daya Pengujian catu daya dilakukan untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan dan rangkaian pada alat hasil perancangan apakah sudah bekerja dengan baik atau belum. Proses pengujian rangkaian catu daya pada alat hasil perancangan dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran pada pin output dari IC 7805 dan 7812, dimana nantinya tegangan yang terukur dibandingkan dengan nilai tegangan dari datasheet yang sudah ada. Tabel 4.5 menunjukan hasil pengujian catu daya yang sudah dibuat.

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya Titik Uji

Datasheet

Data Pengamatan

LM7805

4.8V – 5.2V

5.01V

LM7812

11.5V – 12.5V

12.26 V

Dari Tabel 4.5 terlihat bahwa rangkaian catu daya yang dibuat dari perancangan sebelumnya dapat bekerja dengan baik, hal ini terlihat dari tegangan output pada pin IC masih berada dalam rentang nilai tegangan keluaran yang berdasarkan pada datasheet.

4.4.

Pengujian ADC Pengujian ADC dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah tegangan keluaran

sensor yang dikonversi oleh ADC mikrokontroler sudah sesuai atau belum. Pengujian ADC dilakukan dengan menggunakan program konversi nilai tegangan analog menjadi data digital, dimana hasil konversinya akan ditampilkan pada LCD character. Nilai tegangan analog yang diperoleh berasal dari potensiometer 50 KΩ yang diukur menggunakan multimeter digital dan dihubungkan ke mikrokontroler channel ADC (PORTA.0). Program yang dituliskan pada software adalah seperti Gambar 4.8. sebagai berikut:


#include <mega8535.h> #include <delay.h> // Alphanumeric LCD Module functions #include #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> char buf[16]; float sensor, tegangan; #define ADC_VREF_TYPE 0x40 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } void main(void) { lcd_init(16); sensor=read_adc(0); tegangan=(sensor*4.18/1023); lcd_gotoxy(0,0); Gambar 4.8. Program Pengujian ADC

49


50

lcd_putsf("Tegangan="); ftoa(tegangan,3,buf); lcd_puts(buf); lcd_putsf("V"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("ADC="); ftoa(sensor,1,buf); lcd_puts(buf); delay_ms (2000); while (1) { } } Gambar 4.8. (Lanjutan) Program Pengujian ADC Kemudian hasil konversi tegangan dibandingkan dengan nilai pada multimeter sedangkan, nilai ADC dibandingkan dengan perhitungan teori. Perhitungan nilai ADC secara teori menggunakan persamaan 2.5 dengan tegangan referensi sebesar 4,18 V. Nilai error tegangan dan nilai error pada nilai ADC dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1. Hasil pengujian ADC ditunjukan pada Tabel 4.1.

=

|

|

× 100%

Gambar 4.9. Pengujian Tegangan ADC

(4.1)

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI Table 4.8. Hasil Pengujian Tegangan ADC No. Tegangan Multimeter (V) Tegangan LCD (V) Error (%) 1

0.5

0.49

2.04

2

1.04

1.05

0.952

3

1.51

1.52

0.657

4

2.07

2.06

0.485

5

2.51

2.53

0.79

6

3.02

3.04

0.657

7

3.56

3.58

0.558

8

4

4.03

0.744 0.861

Rata-rata Error(%)

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Nilai ADC No. Tegangan Multimeter (V)

Hasil Konversi

Error (%)

Digital LCD Konversi Multimeter 1

0.5

122

123

1.58

2

1.04

259

257

0.44

3

1.51

376

374

0.42

4

2.07

510

513

0.63

5

2.51

626

622

0.58

6

3.02

752

748

0.42

7

3.56

887

882

0.49

8

4

997

991

0.52

Rata-rata Error(%)

0.641

51


52

Pengujian Software

4.5.1. Pengujian Kadar Keasaman Air Listing program pengujian kadar keasaman air berisi program untuk menampilkan kadar keasaman air yang diukur oleh sensor pH yang ditampilkan pada layar LCD sehingga dapat dibaca oleh user. Listing program ditunjukan seperti Gambar 4.10. berikut : #include <mega8535.h> #include <delay.h> // Alphanumeric LCD Module functions #include #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> char buf[16]; float sensor, v1; #define ADC_VREF_TYPE 0x40 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; } Gambar 4.10. Program Pengujian Kadar Keasaman Air


53

void main(void) { lcd_init(16); sensor=read_adc(0); v1=14+(-0.01616628176*sensor); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("PH="); ftoa(v1,2,buf); lcd_puts(buf); while (1) { } } Gambar 4.10. (Lanjutan) Program Pengujian Kadar Keasaman Air Proses pengujian kadar keasaman air yaitu dengan cara user mencelupkan sensor pH yang dirancang kedalam sampel air yang akan diukur. Output sensor pH yang dirancang terhubung dengan port A.0 yang berfungsi untuk memproses ADC. Saat melakukan pengukuran, sensor akan membaca tegangan analog pada sampel air, kemudian outputnya akan diproses didalam mikrokontroler melalui port A.0. Output sensor tersebut kemudian akan digunakan untuk perhitungan nilai pH yang kemudian akan ditampilkan pada layar LCD.

4.5.2. Pengujian Sistem Listing program pengujian sistem berisi program sistem secara keseluruhan meliputi proses elektrolisis, pengukuran kadar keasaman dan motor DC. Listing program sistem ditunjukan seperti Gambar 4.11. berikut :

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI #include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> char buf[16]; int i ; float sensor, v1; // Alphanumeric LCD Module functions #include #define ADC_VREF_TYPE 0x40 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("ALAT UKUR"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("KADAR KEASAMAN"); delay_ms(500); Gambar 4.11. Program Sistem

54

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("FERDINANDUS W"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("105114021"); delay_ms(500); lcd_clear(); do { PORTD.2=1; PORTD.3=0; OCR1B=255; i=0; while(i<12) { PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; delay_ms(850); i++; } PORTD.0=1; PORTD.1=0; OCR1A=203; delay_ms(190); PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; delay_ms(1000);

Gambar 4.11. (Lanjutan) Program Sistem

55

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI sensor=read_adc(0); v1=14+(-0.01616628176*sensor); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("PH="); ftoa(v1,2,buf); lcd_puts(buf); lcd_gotoxy(0,1); delay_ms(400); PORTD.0=0; PORTD.1=1; OCR1A=194; delay_ms(180); PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; //lcd_clear(); } while(v1<8); PORTD.2=0; PORTD.3=0; OCR1B=0; delay_ms(500); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Air Alkali"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Sudah Jadi");


56


57

PORTA.2=0xff; while (1) { // Place your code here } }


Program sistem ini merupakan proses keseluruhan dari alat yang dirancang untuk memproses air menjadi air alkali. Pada saat alat dinyalakan, alat akan menampilkan tampilan awal sesuai yang ada didalam program seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12. Tampilan Awal pada LCD

Gambar 4.13. Tampilan LCD Saat Proses Elektrolisis


58

Gambar 4.14. Tampilan LCD Saat Air Alkali Jadi

Kemudian proses elektrolisis akan berjalan sampai air menjadi air alkali. Selama proses elektrolisis tersebut sensor pH akan terus melakukan pengukuran kadar keasamannya dengan interval waktu sekitar dua menit. Interval waktu yang dua menit ini digunakan sebagai pengganti limit switch yang akan diletakan di dalam air dan di atas air, karena air teraliri listrik dc sehingga untuk mencengah error maka limit switc digantikan dengan fungsi delay pada mikrokontroler. Pada saat delay sudah mencapai dua menit, motor dc akan menggerakan wadah kecil yang berisi air yang akan mendekati sensor yang kemudian sensor akan membaca tegangan analognya. Output analog dari sensor diproses di mikrokontroler melalui port A.0 yang kemudian akan diproses menggunakan fasilitas ADC. Hasil ADC yang didapat kemudian akan dihitung menggunakan perhitungan yang sudah didapat yang kemudian hasil dari kadar keasaman akan ditampilkan pada LCD. Jika hasil kadar keasaman yang didapatkan sudah bernilai 8 atau lebih maka proses akan selesai dan LED akan menyala sebagai tanda air alkali sudah jadi. Jika hasil kadar keasaman yang didapatkan masih kurang dari 8 maka proses akan terus berulang hingga mencapai 8 atau lebih. 4.6. Pengujian ORP Pengujian ORP(Oxidation Reduction Potential) bertujuan untuk mengetahui tingkat oksidasi pada air alkali yang dihasilkan dari alat yang dirancang sudah mencapai standar minimum air minum atau belum. Penulis tidak jadi mengukur kandungan ORP pada air alkali yang dihasilkan dikarenakan tidak memiliki alat ukur untuk menguji kandungan ORP, sehingga pengujian ORP ini dihilangkan pada penulisana ini.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan Berdasarkan hasil percobaan dan pengujian yang diperoleh dari hasil penelitian sistem

pengendalian pH pada pembuatan air alkali, maka dapat disimpulkan bahwa: 1. Alat ukur kadar keasaman sudah dapat bekerja dengan baik dalam melakukan pengukuran berbagai sampel. 2. Alat yang dibuat sudah mampu menghasilkan air alkali dengan kadar keasaman dengan rentang 8.04 – 8.13 meskipun jika diukur dengan pH meter referensi masih bernilai 7.8. 3. Pembuatan air alkali menggunakan proses elektrolisis membutuhkan waktu yang cukup lama, lebih dari 11 jam. 4. Air alkali yang dihasilkan dari air aqua yang diuji memiliki kadar keasaman yang

lebih besar dibanding yang dihasilkan air isi ulang yang diuji yaitu 8.13 untuk air aqua dan 8.04 untuk air isi ulang.

5.2.

Saran Alat pengendalian ph pada pembuatan air alkali ini masih terdapat banyak kekurangan,

sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Saran bagi pengembangan alat ukur ini selanjutnya meliputi : 1. Alat ukur kadar keasaman sebaiknya disterilkan dahulu menggunakan aquades sebelum dan sesudah melakukan pengukuran supaya tidak terjadi kesalahan dalam pengukuran. 2. Jarak waktu pengukuran kadar keasaman pertama dan selanjutnya dipersingkat agar tidak terjadi perubahan suhu pada probe sensor.

59


DAFTAR PUSTAKA [1.]

http://www.kolomsehat.com/arti-penting-dan-manfaat-air-bagi-kesehatan-tubuh/ diakses 22 September 2014

[2.]

http://www.kolomsehat.com/tubuh-mengandung-banyak-asam-mengundang-penyakit/ diakses 22 September 2014

[3]

http://jurnal.umrah.ac.id/?p=2843, diakses 22 September 2014

[4]

eprints.undip.ac.id/25588/1/ML2F098642.pdf, diakses 22 September 2014

[5]

http://www.airalkali.net/p/generator-air-alkali.html, diakses 9 Januari 2015

[6]

Bayu, Ratna, Rancang Bangun Model Mekanik Alat Untuk Mengukur Kadar Keasaman Susu Cair, Sari Buah, dan Soft Drink. http://repo.eepis-its.edu/290/ diakses 26 September 2014

[7]

http://www.collective-evolution.com/2011/12/20/the-cancer-myth-part-2/ph-scale/ diakses 26 September 2014

[8]

http://juwilda.wordpress.com/2010/10/15/ph-dan-kadar-o2-pada-air-minum-isi-ulangdan-air-minum-kemasan/, diakses 9 Januari 2015

[9]

http://blh.jogjaprov.go.id/data-kualitas-air-sumur/, diakses 18 Februari 2015

[10]

Achmad Suyuty, Studi Eksperimen Konfigurasi Sel Elektrolisis untuk Memaksimalkan pH larutan dan Gas Hasil Elektrolisis Dalam Rangka Peningkatan Performa dan Reduksi -

Motor Diesel. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-15543-

4206100006-Paper diakses 27 September 2014 [11]

http://id.wikipedia.org/wiki/Baja_tahan_karat, diakses 3 Februari 2015

[12]

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimia-kesehatanmateri_kimia/sel-elektrolisa/ diakses 27 September 2014

[13]

-----, 2012, Data Sheet pH sensor (pH-BTA), VERNIER

[14]

http://www.vernier.com/products/sensors/ph-sensors/ph-bta/, diakses 27 September 2014

[15]

http://www.vernier.com/support/sensor-pinouts/, diakses 27 September 2014

[16]

Ary, Heryanto., dkk, 2008,

Pemrograman Bahasa C Untuk Mikrokontroler

ATMega8535, Yogyakarta: Andi [17]

http://www.immersa-lab.com/pengenalan-mikrokontroler.htm 16 Oktober 2014

[18]

Winoto, Ardi, 2008, Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan pemrograman dengan Bahasa C pada WinAVR, Bandung : Informatika. 60

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI [19]

http://winavr.scienceprog.com/atmel-avr-microcontrollers/analog-to-digital-conversionin-avr.html diakses 16 Oktober 2014

[20]

http://www.gravitech.us/16chbllcdwib.html diakses 18 Oktober 2014

[21]

-----, 2002, Data Sheet 16 x 2 LCD Character, Vishay

[22]

Boylestad Robert, Louis Nashelsky, 1996, Electronic Devices and Circuit Theory sixth edition, New Jersey : Prentice Hall

[23]

-----, 2006, LM78XX / LM78XXA 3-Terminal 1 A Positive Voltage Regulator, Fairchild Semiconductor

[24]

-----, 2009, Data Sheet Low Power RS-485/RS-422 transceiver, STMicroelectronics

[25]

http://www.meriwardanaku.com/2011/11/prinsip-kerja-motor-arus-searah-dc.html, diakses 4 November 2014

[26]

http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2012/01/Sejarah-Robot.pdf, diakses 4 November 2014

[27]

http://elektronika-dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/, diakses 4 November 2014

[28]

Nanda Rezki, Rancang Bangun Prototipe Pengurang Bahaya Gas Polutan Dalam Ruangan Dengan Merode Elektrolisis Berbasis Mikrokontroler, repository.unand.ac.id/18794/1/JURNAL.pdf, diakses 16 Januari 2015

61

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LAMPIRAN A Rangkaian Keseluruhan Perancangan Sistem

L1

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI LAMPIRAN B Listing Program Sistem

#include <mega8535.h> #include <delay.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> char buf[16]; int i ; float sensor, v1; // Alphanumeric LCD Module functions #include #define ADC_VREF_TYPE 0x40 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA|=0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10; return ADCW; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0);

L2

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI lcd_putsf("ALAT UKUR"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("KADAR KEASAMAN"); delay_ms(500); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("FERDINANDUS W"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("105114021"); delay_ms(500); lcd_clear(); do { PORTD.2=1; PORTD.3=0; OCR1B=255; i=0; while(i<12) { PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; delay_ms(850); i++; } PORTD.0=1; PORTD.1=0; OCR1A=203; delay_ms(190);

L3

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; delay_ms(1000); sensor=read_adc(0); v1=14+(-0.01616628176*sensor); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("PH="); ftoa(v1,2,buf); lcd_puts(buf); lcd_gotoxy(0,1); delay_ms(400); PORTD.0=0; PORTD.1=1; OCR1A=194; delay_ms(180); PORTD.0=0; PORTD.1=0; OCR1A=0; //lcd_clear(); } while(v1<8); PORTD.2=0; PORTD.3=0; OCR1B=0; delay_ms(500); lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,0);

L4

PLAGIAT PLAGIATMERUPAKAN MERUPAKANTINDAKAN TINDAKANTIDAK TIDAKTERPUJI TERPUJI lcd_putsf("Air Alkali"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Sudah Jadi"); PORTA.2=0xff; while (1) { // Place your code here } }

L5

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

Recommend Documents