SISTEM OTOMATISASI PENGATUR pH PADA AIR PENAMPUNGAN KOLAM RENANG Oleh Rizal Digdo Wibowo NIM: 612007017
Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Januari 2015
SISTEM OTOMATISASI PENGATUR PH PADA AIR PENAMPUNGAN KOLAM RENANG Oleh Rizal Digdo Wibowo NIM : 612007017
Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga
Disahkan oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Ir. Lukas B.S., M.Sc
Deddy Susilo,M.Eng.
Tanggal :
Tanggal :
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan dibawah ini: NAMA
: Rizal Digdo Wibowo
NIM
: 612007017
JUDUL SKRIPSI
: Sistem Otomatisasi Pengatur pH Pada Air Penampungan Kolam Renang
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga,30 Maret 2015 Rizal Digdo Wibowo
INTISARI
Alat otomatisasi pengatur pH pada air penampungan kolam renang ini dibuat dengan tujuan membantu menjaga kualitas pH air kolam renang yang ada di Laras Asri Hotel & Resort dimana monitoring, pengambilan data, dan pengaturan pH air masih dilakukan secara manual setiap harinya. Kendala yang dihadapi
saat
memonitoring dan menjaga kualitas pH air secara manual sangatlah merepotkan, membutuhkan waktu yang lama dan tidak bisa setiap saat.Untuk mengatasi hal tersebut maka dalam skripsi ini dirancang dan direalisasikan suatu alat yang mempermudah proses, monitoring dan menjaga hasil pH air,sehingga pengguna tidak lagi khawatir dengan kondisi kualitas air kolam renang. Perancangan dan realisasi alat ini merupakan sistem yang berbasis mikrokontroler yang terdiri dari bagian kontrol, bagian sensor, user interface, dan bagian perangkat lunak. Alat ini memiliki ralat sebesar 3% pada kondisi pH normal.
ABSTRACT
The automatic water pH control in swimming pool reservoir is built with purpose to control the quality of water pH at Laras Asri Hotel & Resort which is the monitoring, data acquisition, and controlling of water pH are do manually. The problem of monitoring, and controlling water pH by manually is waste time. The solution of this problem is to built a device which is easier the monitoring and controlling water pH process. The design and realization of this tool is a microcontroller -based system that consists of the control, sensor parts, user interface, and software parts. The device has error rate 3% on normal water pH condition.
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala rahmat karunia yang senantiasa penulis terima, dalam menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis juga hendak mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang baik secara langsung maupun tidak telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini : 1. Tuhan Yang Maha Esa atas semua kasih karunia yang tak terkira sehingga penulis dapat mengentaskan diri dari “Candradimuka Rekayasa Elektronika” ini. 2. Orang Tua terkasih sumber semangat terbesar dalam hidupku. 3. Bapak Ir. Lukas B. Setyawan, M.Sc. dan Bapak Deddy Susilo, M.Eng. selaku pembimbing I dan pembimbing II, terima kasih atas bimbingan, arahan dan ide-ide cemerlang yang menginspirasi penulis selama mengerjakan skripsi ini. 4. Bapak Bambang yang telah menyiapkan alat penunjang di lab skripsi. 5. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK sebagai “Pembimbing III”. 6. Fanny Rion Santana, Riky, Didik, Andika Tan, Septyan, Robot, Mas Tris, Mas Ari, Mas Deka, Galang Halonona, teman teman lab skripsi yang telah membantu dalam pembuatan skrisi ini. 7. Teman-teman angkatan 2007 yang sudah memberi motivasi dan semangat juang. 8. Susi Susanti sebagai penyemangat, pembangun motivasi. 9. Berbagai pihak yang tidak dapat dituliskan satu persatu, penulis mengucapkan terima kasih. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika.
Salatiga,Desember 2014
Penulis
DAFTAR ISI
INTISARI............................................................................................................................ i ABSTRACT ........................................................................................................................ ii KATA PENGANTAR ........................................................................................................ iii DAFTAR ISI ....................................................................................................................... iv DAFTAR TABEL ............................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... vii BAB I
PENDAHULUAN .............................................................................................. 1 1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2. Batasan Skripsi .......................................................................................... 3 1.3. Garis Besar Penulisan ............................................................................... 3
BAB II
KONSEP DASAR SISTEM OTOMATISASI PENGATUR pH PADA AIR PENAMPUNGAN KOLAM RENANG .................................................... 4 2.1. Gambaran Sistem ...................................................................................... 4 2.2. Prinsip Kerja Sistem.................................................................................. 6
BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................................................... 8 3.1. Perancangan dan Realisasi Perangkat Keras ............................................. 8 3.1.1. Tabung Larutan Asam dan Basa ................................................... 8 3.1.2. Mikrokontroler 8535 ..................................................................... 10 3.1.3. Sensor pH PE-03 ........................................................................... 12 3.1.4. LCD (Liquid Crystal Display)....................................................... 14 3.1.5. Pompa Air ..................................................................................... 15 3.1.6. Sensor LM35 ................................................................................. 16 3.1.7. Modul Penguat pH ........................................................................ 17 3.1.8. Driver Motor .................................................................................. 18 3.1.9. RTC DS1307 .................................................................................. 18 3.1.10. Flow Sensor .................................................................................... 19
3.2. Perancangan Perangkat Lunak .................................................................. 20 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ......................................................................... 22 4.1. Pengujian 7805 .......................................................................................... 23 4.2. Pengujian Pompa Air ................................................................................. 24 4.3. Pengujian pH Meter ................................................................................... 25 4.4. Pengujian LM35 ......................................................................................... 27 4.5. Pengujian Sensor pH .................................................................................. 28 4.6. Pengujian Flow Sensor .............................................................................. 29 4.7. Pengujian Keseluruhan Alat ...................................................................... 30 BAB V
PENUTUP .......................................................................................................... 30 5.1. Kesimpulan ............................................................................................... 30 5.2. Saran Pengembangan ................................................................................ 31
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................................... 32 LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan Spesifikasi Sistem ................................................. 2 Tabel 3.1. Konfigurasi Penggunaan Port pada Mikrokontroler .................. 12 Tabel 3.2. Konfigurasi pin LCD 20x4 ........................................................ 14 Tabel 4.1. Hasil Pengujian 7805 ................................................................. 24 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Pompa Air........................................................ 25 Tabel 4.3 H asil Pengujian dengan Larutan pH 4 .........................................25 Tabel 4.4 Hasil Pengujian dengan Larutan pH 7 .........................................26 Tabel 4.5 Hasil Pengujian dengan Larutan pH10 ........................................26 Tabel 4.6 Hasil Sensor pH ...........................................................................27 Tabel 4.7 Hasil Pengujian Sensor pH ..........................................................28 Tabel 4.8 Hasil Pengujian Flow Sensor ......................................................29 Tabel 4.9 Hasil Pengujian Keseluruhan Alat ..............................................30
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Rancangan Alat Pengatur pH Air ................................................................ 5 Gambar 2.2. Blok Diagram Sistem .................................................................................. 5 Gambar 2.3. Sistem Sirkulasi Kolam Renang .................................................................. 6 Gambar 3.1. Rancangan Mekanik Tabung ....................................................................... 9 Gambar 3.2. Realisasi Tabung Cairan Asam dan Basa .................................................... 9 Gambar 3.3. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 .......................................... 10 Gambar 3.4. Bagan Sensor PE-03 .................................................................................... 12 Gambar 3.5. LCD 20 x 4 .................................................................................................. 15 Gambar 3.6. Pompa Air AC ............................................................................................. 15 Gambar 3.7. Skema rangkaian LM35 .............................................................................. 16 Gambar 3.8. Modul pH .................................................................................................... 18 Gambar 3.9. Skema Driver AC ........................................................................................ 17 Gambar 3.10. Rangkaian RTC DS1307 ............................................................................. 19 Gambar 3.11. Modul RTC DS1307 ................................................................................... 19 Gambar 3.12 Skema Flow Sensor ..................................................................................... 20 Gambar 3.13 Diagram Alir Sistem..................................................................................... 21 Gambar 3.14 Rumusan Persamaan Linear ADC Terhadap Nilai pH................................. 22 Gambar 4.1
Rangkaian 7805 ............................................................................................ 23
Gambar 4.2
Rangkaian TL082P ....................................................................................... 28
