Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN Ph METER DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO Eko Ihsanto1,Sadri Hidayat2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext. 2600 Fax: 021-5857733
Abstrak - Peningkatan pencemaran
ini
lingkungan di era globalsasi sekarang
keasaman/kebasaan air antara 1-10
ini
makin
pH. (2) Data pH tersebut dapat
bersih
dikirim melalui bluetooth HC-06 dan
terutama yang dipakai sebagai bahan
dibaca secara wireless di perangkat
baku air minum. Salah satu cara
Android dengan aplikasi BlueTerm.
dapat
sulitnya
mengakibatkan
mendapatkan
air
dapat
mengukur
derajat
untuk mengetahui air tersebut baik atau tidaknya adalah dengan cara
Kata Kunci: Android pH meter,
mengukur
bluetooth pH meter, Arduino pH
Untuk
kadar
kebutuhan
diperlukan
suatu
keasaman
nya.
tersebut
maka
rancangan
meter, Wireless pH meter.
alat
sistem pengukuran pH. Salah satu
PENDAHULUAN Di era globalisasi sekarang
rancangan yang dapat di gunakan menggunakan
ini, industri berkembang dengan
mikrokontroler Arduino Uno yang
cepat seiring pertumbuhan penduduk
dapat dibaca dengan Android melalui
dan
bluetooth.
yang
perkembangannya
cara
tempat terutama perkotaan banyak
adalah
digunakan
dengan
Metodologi yaitu
dengan
kemajuan
teknologi.
beberapa
mengumpulkan artikel tentang pH,
dibangun
menguji keluaran sensor pH ketika di
makanan, pabrik pakaian, industri
celupkan
manufaktur dan lain sebagainya.
pada
beberapa
sampel
pabrik,
di
Dalam
seperti;
pabrik
cairan, membuat program Arduino,
Pembangunan pabrik-pabrik
menguji pengiriman data melalui
tersebut yang asalnya jauh dari
bluetooth dan menampilkan nilai pH
pemukiman penduduk kini hampir
tersebut didalam Android. Dari hasil
semua
penelitian ini didapat: (1) pH meter
disekitarnya masyarakat yang yang
Vol.5 No.3 September 2014
lokasi
pabrik
tinggal
139
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Seperti yang telah disyaratkan
juga berkembang memenuhi areal disekitarnya,
sehingga
dengan
melalui
sendirinya keberadaan pabrik dan
Kesehatan
masyarakat akan saling berhubungan
NOMOR
dan saling mempengaruhi.
/2002
Pabrik sebagai unit produksi tidak
lepas
dari
air
limbah.
Keputusan
Menteri
Republik
Indonesia,
907/MENKES/SK
TENTANG:
Dan
Pengawasan
/VII
Syarat-Syarat Kualitas
Air
Minum, salah satunya menyebutkan
Pembuangan air limbah tersebut
bahwa bahan-bahan
ionorganik
sudah pasti akan dibuang kesungai
harus memiliki pH antara 6.5 – 8,5
yang ada di sekitar pabrik tersebut.
Air minum yang paling ideal
Dalam hal pembuangan air limbah
adalah mempunyai pH 7 (pH netral),
tersebut tentunya harus dipastikan
pH air hujan berbeda-beda di setiap
bahwa
kota, yaitu antara 3 s/d 6 dan pH air
air
limbah
sebagai
sisa
operasional pabrik tersebut harus
laut adalah sekitar 8,2
benar-benar di pastikan bahwa kadar
Meskipun banyak syarat-syarat
air tersebut tidak boleh mencemari
yang lainnya untuk air minum, disini
lingkungan
atau
peneliti akan mencoba merancang
masyarakat pada umumnya. Maka
salah satu kebutuhan tersebut yaitu
dari
dengan
itu
sekitarnya
setiap
membuang
air
seharusnya
pabrik limbah
membuat
yang
melakukan
perancangan
sudah
sistem alat ukur pH meter dengan
suatu
menggunakan
pengolahan air limbah agar air
teknologi
mikrokontroler dan Bluetooth
limbah yang dibuang tersebut benarbenar netral dan tidak mencemari
TEORI
lingkungan sekitarnya.
Sensor pH
Dengan
kondisi
ini,
pH
kita
adalah
derajat
sebagai mahluk hidup akan selalu
keasaman yang digunakan untuk
membutuhkan air minum dan air
menyatakan tingkat keasaman atau
bersih sebagai sumber kehidupan.
kebasaan yang dimiliki oleh suatu
Sudah barang tentu air minum yang
larutan.
kita
kologaritma aktivitas ion hidrogen
perlukan
adalah
air
memenuhi standar kesehatan. Vol.5 No.3 September 2014
yang
(H+)
Ia
yang
didefinisikan
terlarut.
sebagai
Koefisien 140
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur
secara
eksperimental,
sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan
teoritis.
Skala
pH
bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar
yang
pH-nya
berdasarkan
ditentukan persetujuan
internasional.
Gambar 1. Arduino Uno Adapun data teknis board Arduino Uno sebagai berikut: Mikrokontroler: Arduino UNO
Bila pH < 7 larutan bersifat asam, pH > 7 larutan bersifat basa. Dalam larutan neutral pH=7.
Tegangan operasi: 5 V Tegangan input (recomended): 7 – 12 V
Arduino
Tegangan input (limit): 6 – 20
Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat
V Pin digital I/0: 14 (6 diantaranya pin PWM)
komponen utama yaitu sebuah chip
Pin analog input: 6
mikrokontroler dengan jenis AVR
Arus DC per pin I/0: 40 mA
dari
Arus DC untuk pin 3.3 V : 150
perusahaan
Atmel.
Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (Integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan
menanamkan
mA Flash memory: 32 Kb dengan 0.5 Kb digunakan untuk bootloader
program pada mikrokontroler adalah
SRAM: 2 KB
agar
EEPROM: 1 KB
rangkaian
elektronik
dapat
membaca input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik.
Kecepatan pewaktu: 16 Mhz Soket USB Soket untuk
USB
kabel
adalah USB
soket yang
disambungkan ke komputer atau laptop
yang
berfungsi
untuk
mengirimkan program ke arduino Vol.5 No.3 September 2014
141
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
dan juga sebagai port komunikasi
jraknya mencapai 10 meter dengan
serial.
kecepatan transfer data mencapai 800 Kbps. Namun mempunyai interferensi
Bluetooth
tetap
kekurangan,
yaitu
dari
frekuensi
radio
lainnya. Namun dari perkembangan teknologi, Bluetooth lebih banyak digunakan dari pada IrDa.
Gambar 2. Soket USB
Komunikasi
Sambungan dari komputer ke
menggunkan
board Arduino menggunakan USB,
Bluetooth ini dikenal pula dengan
bukan serial atau parallel port,
istilah PAN (Personal Area Network)
sehingga
yang
akan
mudah
diatur
berdasarkan
standar
menghubungkan Arduino ke PC atau
IEEE 802.15. Saat ini, Bluetooth
laptop
memiliki
yang digunakan adalah versi 4.0
serial/parallel port. Arduino Uno
yang mengkonsumsi lebih sedikit
menggunakan chip AVR Atmega
energi.
328 yang memiliki fasilitas PWM,
Android
yang
komunikasi
tidak
serial,
ADC,
Android
timer,
adalah
sebuah
interupt, SPI dan 12C. Sehingga
software open-source yang dibuat
Arduino bisa digabungkan bersama
untuk beragam perangkat dengan
modul atau alat lain dengan protokol
faktor bentuk yang berbeda. Tujuan
yang berbeda-beda.
utama dari Android adalah untuk
Komunikasi Bluetooth
menciptakan
Bluetooth
platform
pada
perangkat lunak open tersedia untuk
frekuensi radio, dan didalam bekerja
operator, OEM, dan pengembang
tidak harus line of sight seperti
untuk
halnya infrared. Bluetooth frekuensi
mereka menjadi kenyataan dan untuk
radio ISM 2.4 GHz. Kelebihan lain
memperkenalkan
dari
dunia
Bluetooth
kemampuannya dinding
bekerja
sebuah
untuk
penghalang.
Vol.5 No.3 September 2014
adalah
membuat
nyata
ide-ide
sukses,
yang
inovatif
produk
meningkatkan
menembus
pengalaman mobile bagi pengguna.
Sedangkan
Android
juga
ingin
memastikan 142
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
pusat
Sistem perancangan pH meter dapat
kegagalan, di mana satu pemain
dilihat di gambar 3 dan komponen
industri
atau
utama dalam perancangan ini dapat
lain.
dilihat
bahwa
tidak
ada
dapat
mengontrol Hasilnya
titik
membatasi
inovasi adalah
konsumen
yang
penuh,
produksi
produk
berkualitas
pada
sistem
hardware
dibawah. Sistem Hardware
dengan kode sumber terbuka untuk
Sistem hardware adalah perangkat
kustomisasi.
keras
yang
digunakan
dalam
perancangan sistem ini. Secara garis Bahasa Pemrograman Arduino Bahasa
pemrograman
Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa
ini
sudah
menggunakan
dipermudah
fungsi-fungsi
yang
besar
perangkat
keras
digunakan dalam sistem ini adalah sebagai berikut: 1. Sensor pH 2. Mikroprosesor Arduino Uno
sederhana sehingga pemula pun bisa
3. Modul Bluetooth HC-06
mempelajarinya
4. Android Device
dengan
cukup
yang
mudah. Untuk membuat program Arduino dan mengupload ke dalam board Arduino,
anda
membutuhkan
software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) Aplikasi BlueTerm Aplikasi ini merupakan VT100
terminal
berkomunikasi
emulator dengan
untuk
perangkat
serial menggunakan bluetooth serial
Gambar 3. Sistem Arsitektur Alat
adaptor. RFCOMM / SPP protokol
Pengukur pH
mengemulasi
Sistem
komunikasi
melalui bluetooth.
serial
Software
Program
Arduino Uno
Perancangan Alat
Vol.5 No.3 September 2014
143
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
Dalam merancang program Arduino, ada beberapa hal yang
untuk
- Analog to Digital Converter; Analog Input (pin A0)Arduino : 0 – 5 Vdc
dibahas sebagai berikut: 1) Program
ISSN : 2086‐9479
Komunikasi
Digital Output : 0-1023 ( integer ) Jadi
Analog Serial: // initialisasi komunikasi serial pada
dibuatlah
persamaan
sebagai berikut :
9600 bits per second: Serial.begin(9600); Setting ini mengikuti default bluetooth dan disesuaikan dengan serial port pada Device Manager dari USB Serial Converter 2)
Perhitungan
dari
penyesuaian pengukuran dengan
melakukan
antara dari
skala
analog
input
yang
akan
pembacaan
𝑆𝑝𝑎𝑛 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡
min 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡
𝑥 𝑆𝑝𝑎𝑛 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 +
Misalkan,
jika
dalam
pH nya 7 dengan output yang dihasilkan sebesar 141,74 mV, atau
Kalkulasi dalam pemrograman ini di untuk
(𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡−min 𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡)
pengkuran pH air keran dikatakan
konversi
data analog input ke data serial:
perlukan
pH =
dalam bilangan integer adalah 29, maka digital output yang akan dihasilkan adalah: pH =
(29 − 95) 𝑥 13 + 1 −138,667
ditampilkan di Android.
Hasilnya adalah : 7,19
// perhitungan skala pembacaan nilai
Maka bilangan 7,19 tersebut akan
pH
ditampilkan sebagi nilai pH yang
float
asambasa
=
((((
akan dikirim dan di tampilkan di
analogRead(A0) - 95 ) / -138.667 ) *
Android.
13 ) + 1) ;
3) Program untuk print tampilan di
Sebagai gambaran, metoda untuk melakukan kalkulasi dapat
perangkat Android //print nilai pH
dijelaskan seperti dibawah ini:
Serial.println ("pH:");
- Sensor pH;
Serial.println(asambasa);
Daerah ukur nya adalah pH : 1 – 14,
// cetak keterangan:
Dengan asumsi outputnya adalah :
Serial.println("Keterangan :");
464,31 s/d -234,65 mV Vol.5 No.3 September 2014
if (asambasa > threshold) 144
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
Serial.println("BASA");
Tabel
if (asambasa == threshold)
Sensor
1.
Pengukuran
output
Serial.println("NETRAL"); if (asambasa < threshold) Serial.println("ASAM"); // Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 5V): int raw = analogRead (A0); float voltage = analogRead (A0) *
// print out the value you read: Serial.println ("RAW:"); Serial.println (raw); Serial.println
("Analog
Input
Analog Input(mV)
((5.0 / 1023.0)*1000);
600 400 200 0 -200 -400
(mV):");
1
3
5
7
9
11 13
pH
Serial.println (voltage); 4. Pengujian Dan Analisa Alat
Gambar 4. Grafik Output Sensor pH
Pengujian
Hasil
dilakukan
untuk
Pengujian Sitem Secara
memastikan bahwa sistem yang
Keseluruhan.
dirancang sudah berjalan sesuai
Dari hasil pengujian sistem secara
dengan
keseluruhan didapat table sebagai
rencana.
Pengujian
dilakukan dengan dua tahap yaitu;
berikut:
yang pertama dengan cara terpisah
Tabel 2. Pengukuran pH
dan yang ke dua dengan cara terintegrasi. Pengujian Sensor pH Dari hasil pengujian sensor didapat data sebagai berikut:
Vol.5 No.3 September 2014
145
Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana
ISSN : 2086‐9479
KESIMPULAN
“Pengaruh Ph Pada Proses
Dari hasil pengujian dapat diambil
Koagulasi Dengan Koagulan
kesimpulan antara lain sebagai
Aluminum Sulfat Dan Ferri
berikut:
Klorida”, Jurnal Teknologi
1) pH Sensor yang dihubungkan
Lingkungan, Vol. 5, No. 2,
langsung pada Analog Input pin
Desember 2009, pp. 40-45
(A0) dari Arduino Uno dapat
ISSN: 1829-6572.
dengan
4. Elvy Zamidra Zam, Cara
jankauan 1 – 9 pH dan dengan
Mudah Membuat Jaringan
resolusi 0,01.
Wireless, Penerbit PT. Alex
membaca
data
float
2) Koneksi Arduino dan Android
Media Komputindo, Jakarta
berhasil untuk mengirim data
2014.
float melalui modul Bluetooth
5. Diakses
16
Juni
HC-06 dan aplikasi Blueterm di
2014, http://arduino.cc/en/Ref
Android.
erence/HomePage, AnalogRead().
Daftar Pustaka 1. Sukarjo,
KIMIA
FISIKA,
6. Diakses
17
Juni
Penerbit PT. Rineka Cipta,
2014, http://source.android.co
Cetakan
m/source/index.html "Philoso
keempat,
Jakarta
phy
2013 2. Diakses
19
Juli
2014. http://www.ilmukimia.
and
Goals". Android
Open Source Project. 7. Di
akses
27
Juni
org/2013/01/teori-asam-dan-
2014, http://www.airminumis
basa.html. “Teori Asam dan
iulang.com/news/41/ph_air
Basa”.
dan_beberapa_aspek_yangme
3. Rachmawati S.W., Bambang Iswanto,
Winarni,
Vol.5 No.3 September 2014
mpengaruhinya.
2009.
146
