BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.3. Sensor Hidrogen (TGS821), Sensor Oksigen (KE-25) dan
2.3.3. Sensor Kelembaban Udara (SHT11)
Sensor suhu yang digunakan pada penelitian ini yaitu sensor suhu dan kelembaban SHT11. SHT11 Module merupakan modul sensor suhu dan kelembaban relatif dari Sensirion. Modul ini dapat digunakan sebagai alat pengindra suhu dan kelembaban dalam aplikasi pengendali suhu dan kelembaban ruangan maupun aplikasi pemantau suhu dan kelembaban relatif ruangan.
Spesifikasi dari SHT11 ini adalah sebagai berikut:
1. Berbasis sensor suhu dan kelembaban relatif Sensirion SHT11.
2. Mengukur suhu dari -40oC hingga +123,8oC, atau dari -40oF hingga +254,9oF dan kelembaban relatif dari 0% RH hingga 1% RH.
3. Memiliki ketetapan (akurasi) pengukuran suhu hingga 0,5oC pada suhu 25oC dan ketepatan (akurasi) pengukuran kelembaban relatif hingga 3,5% RH.
5. Jalur antar muka telah dilengkapi dengan rangkaian pencegah kondisi sensor lock-up.
6. Membutuhkan catu daya +5V DC dengan konsumsi daya rendah30 μW.
7. Modul ini memiliki faktor bentuk 8 pin DIP 0,6 sehingga memudahkan pemasangannya.
Gambar 2.6 Sensor SHT11
Prinsip Kerja Sensor
SHT11 adalah sebuah single chip sensor suhu dan kelembaban relatif dengan multi modul sensor yang outputnya telah dikalibrasi secara digital.
Dibagian dalamnya terdapat kapasitas polimer sebagai eleman untuk sensor kelembaban relatif dan sebuah pita regangan yang digunakan sebagai sensor temperatur. Output kedua sensor digabungkan dan dihubungkan pada ADC 14 bit dan sebuah interface serial pada satu chip yang sama. Sensor ini mengahasilkan sinyal keluaran yang baik dengan waktu respon yang cepat. SHT11 ini dikalibrasi pada ruangan denagn kelembaban yang teliti menggunakan hygrometer sebagai referensinya. Koefisien kalibrasinya telah diprogramkan kedalam OTP memory.
Koefisien tersebut akan digunakan untuk mengaklibrasi keluaran dari sensor selama proses pengukuran (Sensirion, 2008).
Gambar 2.7 Diagram Blok SHT11
Sistem sensor yang digunakan untuk mengukur suhu dan kelembaban adalah SHT11 dengan sumber tegangan 5 Volt dan komunikasi bidirectonal 2-wire. Sistem sensor ini mempunyai 1 jalur data yang digunakan untuk perintah pengalamatan dan pembacaan data. Pengambilan data untuk masing-masing pengukuran dilakukan dengan memberikan perintah pengalamatan oleh mikrokontroler. Kaki serial Data yang terhubung dengan mikrokontroler memberikan perintah pengalamatan pada pin Data SHT11 “00000101” untuk mengukur kelembaban relatif dan “00000011” untuk pengukuran temperatur.
SHT11 memberikan keluaran data kelembaban dan temperatur pada pin Data secara bergantian sesuai dengan clock yang diberikan mikrokontroler agar sensor dapat bekerja. Sensor SHT11 memiliki ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya sehingga keluaran data SHT11 sudah terkonversi dalam bentuk data digital dan tidak memerlukan ADC eksternal dalam pengolahan data pada mikrokontroler. Skema pengambilan data SHT11 dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2.8 Skema pengambilan data Tabel 2.3 Konfigurasi Pin SHT 10 PIN NAME COMMENT
1 GND GROUND
2 DATA SERIAL DATA, BIDIRECTIONAL
3 SCK SERIAL CLOCK, INPUT ONLY
4 VDD SOURCE VOLTAGE
2.4 Mikrokontroller Arduino Uno
Arduino Uno R3 adalah papan pengembangan (development board) mikrokontroler yang berbasis chip ATMega328P. Disebut sebagai papan pengembangan karena board ini memang berfungsi sebagai arena prototyping sirkuit mikrokontroller. Dengan menggunakan papan pengembangan, maka akan lebih mudah merangkai rangkaian elektronika mikrokontroller dibanding jika akan memulai merakit ATMega328 dari awal di breadboard.
Arduino Uno memiliki 14 digital pin input / output (atau biasa ditulis I/O, dimana 6 pin diantaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 pin input analog, menggunakan crystal 16 MHz, koneksi USB, jack listrik, header ICSP dan tombol reset. Hal tersebut adalah semua yang diperlukan untuk mendukung sebuah rangkaian mikrokontroler. Cukup dengan menghubungkannya ke komputer dengan kabel USB atau diberi power dengan adaptor AC-DC atau baterai, maka sudah dapat bermain-main dengan Arduino UNO tanpa khawatir akan melakukan sesuatu yang salah. Kemungkinan paling buruk hanyalah kerusakan pada chip ATMega328, yang bisa diganti dengan mudah dan dengan harga yang relatif murah. Spesifikasi Arduino Uno R3 dapat dilihat pada tabel 2.4 berikut dan Arduino Uno R3 dapat dilihat pada gambar 2.12.
Tabel 2.4 Spesifikasi Arduino Uno R3 (http://ecadio.com)
Chip mikrokontroller ATmega328P
Tegangan operasi 5V
Tegangan input (yang
direkomendasikan, via jack DC) 7V - 12V Tegangan input (limit, via jack DC) 6V - 20V
Digital I/O pin 14 buah, 6 diantaranya menyediakan PWM
Analog Input pin 6 buah
Arus DC per pin I/O 20 mA
Arus DC pin 3.3V 50 mA
Memori Flash 32 KB, 0.5 KB telah digunakan untuk bootloader
Gambar 2.10 Arduino Uno R3 (http://eprints.akakom.ac.id)
2.4.1 IDE Arduino
IDE (Integrated Development Environment) adalah sebuah perangkat lunak yang digunakan untuk mengembangkan aplikasi mikrokontroler mulai dari menuliskan source program, kompilasi,upload hasil kompilasi dan uji coba secara terminal serial. IDE arduino dapat dilihat pada gambar 2.13
Gambar 2.11 IDE Arduino
a. Icon menu verify yang bergambar ceklis berfungsi untuk mengecek program yang ditulis apakah ada yang salah atau error.
b. Icon menu upload yang bergambar panah ke arah kanan berfungsi untuk memuat / transfer program yang dibuat di software arduino ke hardware arduino.
c. Icon menu New yang bergambar sehelai kertas berfungsi untuk membuat halaman baru dalam pemrograman.
d. Icon menu Open yang bergambar panah ke arah atas berfungsi untuk membuka program yang disimpan atau membuka program yang sudah dibuat dari pabrikan software arduino.
e.Icon menu Save yang bergambar panah ke arah bawah berfungsi untuk menyimpan program yang telah dibuat atau dimodifikasi.
f. Icon menu serial monitor yang bergambar kaca pembesar berfungsi untuk mengirim atau menampilkan serial komunikasi data saat dikirim dari hardware arduino.
2.4.2 ATMega 328
ATMega 328 merupakan mikrokontroler keluarga AVR 8 bit. Beberapa tipe mikrokontroler yang sama dengan ATMega8 ini antara lain ATMega8535, ATMega16, ATMega32, ATMega328, yang membedakan antara mikrokontroler antara lain adalah, ukuran memori, banyaknya GPIO (pin input/output), peripherial (USART, timer, counter, dan lain-lain). Dari segi ukuran fisik, ATMega 328 memiliki ukuran fisik lebih kecil dibandingkan dengan beberapa mikrokontroler di atas. Namun untuk segi memori dan periperial lainnya
ATMega328 tidak kalah dengan yang lainnya karena ukuran memori dan periperialnya relatif sama dengan ATMega8535, ATMega32, hanya saja jumlah GPIO lebih sedikit dibandingkan mikrokontroler di atas.
Gambar 2.12 Pin Chip ATMega 328
ATMega328 memiliki 3 buah PORT utama yaitu PORTB, PORTC, dan PORTD dengan total pin input/output sebanyak 23 pin. PORT tersebut dapat difungsikan sebagai input/output digital atau difungsikan sebagai periperal lainnya.
1.PortB
Port B merupakan jalurdata 8 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output.
Selain itu PORTB juga dapat memiliki fungsi alternatif seperti di bawah ini.
a. ICP1 (PB0), berfungsi sebagai Timer Counter 1 input capture pin.
b. OC1A (PB1), OC1B (PB2) dan OC2 (PB3) dapat difungsikan sebagai keluaran PWM (Pulse Width Modulation).
c. MOSI (PB3), MISO (PB4), SCK (PB5), SS (PB2) merupakan jalur komunikasi SPI.
d. Selain itu pin ini juga berfungsi sebagai jalur pemograman serial (ISP).
e. TOSC1 (PB6) dan TOSC2 (PB7) dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk timer.
f. XTAL1 (PB6) dan XTAL2 (PB7) merupakan sumber clock utama mikrokontroller.
2.PortC
Port C merupakan jalur data 7 bit yang dapat difungsikan sebagai input/output digital. Fungsi alternatif PORTC antara lain sebagai berikut.
a. ADC6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital
b. I2C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORTC. I2C digunakan untuk komunikasi dengan sensor atau device lain yang memiliki komunikasi data tipe I2C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck.
3.PortD
Port D merupakan jalur data 8 bit yang masing-masing pin-nya juga dapat difungsikan sebagai input/output. Sama seperti Port B dan Port C, Port D juga memiliki fungsi alternatif di bawah ini.
a. USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
b. Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardware. Interupsi biasanya digunakan sebagai selain dari
program, misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardware/software maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
c. XCK dapat difungsikan sebagai sumber clock external untuk USART, namun kita juga dapat memanfaatkan clock dari CPU, sehingga tidak perlu membutuhkan external clock.
d. T0 dan T1 berfungsi sebagai masukan counter external untuk timer 1 dan timer 0.
E. AIN0 dan AIN1 keduanya merupakan masukan input untuk analog comparator.
2.4.2.1 Fitur Atmega 328
ATMega328 adalah mikrokontroler keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang mana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroler ini memiliki beberapa fitur antara lain:
1. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanen karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
2. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
3. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
4. 32 x 8-bit register serba guna.
5. Dengan clock 16 MHz kecepatan mencapai 16 MIPS.
6. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
7. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
Gambar 2.13 Diagram Blok ATMega 328 2.4.3 Peta Memory Arduino Uno R3
Arduino Uno adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATMega328. Maka peta memori arduino uno sama dengan peta memori pada mikrokontroler ATMega328.
2.4.3.1 Memori Program
ATMega328 memiliki 32K byte On-chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program. Memori flash dibagi kedalam dua
kecil yang bekerja pada saat sistem dimulai yang dapat memasukkan seluruh program aplikasi ke dalam memori prosesor.
2.4.3.2 Memori Data
Memori data ATMega328 terbagi menjadi 4 bagian, yaitu 32 lokasi untuk register umum, 64 lokasi untuk register I/O, 160 lokasi untuk register I/O tambahan dan sisanya 2048 lokasi untuk data SRAM internal. Register umum menempati alamat data terbawah, yaitu 0x0000 sampai 0x001F. Register I/O menempati 64 alamat berikutnya mulai dari 0x0020 hingga 0x005F. Register I/O tambahan menempati 160 alamat berikutnya mulai dari 0x0060 hingga 0x00FF.
Sisa alamat berikutnya mulai dari 0x0100 hingga 0x08FF digunakan untuk SRAM internal. Peta memori data dari ATMega 328 dapat dilihat pada Gambar 2.16.
Gambar 2.14 Peta Memori Data ATMega328 2.4.3.3 Memori EEPROM
Arduino uno terdiri dari 1 KByte memori data EEPROM. Pada memori EEPROM, data dapat ditulis/dibaca kembali dan ketika catu daya dimatikan, data
terakhir yang ditulis pada memori EEPROM masih tersimpan pada memori ini, atau dengan kata lain memori EEPROM bersifat nonvolatile. Alamat EEPROM dimulai dari 0x000 hingga 0x3FF.
2.4.3.4 Interupsi
Sumber interupsi ATMega328 ada 21 buah. Setiap interupsi, selalu memiliki Interupt Service Routine (ISR), atau disebut juga Interupt Handler. Yaitu rutin-rutin yang khusus dijalankan sebagai layanan dari sebuah interupsi. Saat interupsi terjadi, CPU akan mulai menjalankan rutin ISR ini. Setiap Interupsi selalu memiliki lokasi tetap dalam memory program yang disebut Interupt Vector Table. Saat interupsi diaktifkan dan interupsi terjadi maka CPU menunda interupsi sekarang dan melompat ke alamat rutin interupsi yang terjadi. Setelah selesai mengeksekusi intruksi-intruksi yang ada di alamat rutin interupsi CPU kembali melanjutkan interupsi yang sempat kembali tertunda.
2.4.3.5 I/O Port
ATMEGA328 Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output. Melalui pin I/O inilah ATMEGA328 berinteraksi dengan sistem lain. Masing-masing pin I/O dapat dikonfigurasi tanpa mempengaruhi fungsi pin I/O yang lain. Setiap pin I/O memiliki tiga register yakni: DDxn, PORTxn, dan PINxn. Kombinasi nilai DDxn dan PORTxn menentukan arah pin I/O.
2.4.3.6 Clear Timer on Compare Match (CTC)
CTC adalah salah satu mode Timer/Counter, selain itu ada Normal mode, Fast PWM mode, Phase Correct PWM mode. Pada CTC mode maka nilai TCNT1 menjadi 0 jika nilai TCNT1 telah sama dengan OCR1A atau ICR1. Jika nilai top
ditentukan oleh ICR1A dan interupsi diaktifkan untuk Compare Match A maka saat nilai TCNT1 sama dengan nilai OCR1A interupsi terjadi. CPU melayani interupsi ini dan nilai TCNT1 menjadi nol.
2.4.3.7 USARTH
Selain untuk general I/O, pin PD1 dan PD0 ATMega328 berfungsi untuk mengirim dan menerima bit secara serial. Pengubahan fungsi ini dibuat dengan mengubah nilai beberapa register serial. Untuk menekankan fungsi ini, pin PD1 disebut TxD dan pin PD0 disebut RxD.
2.5 Zeolit sebagai Filter Hidrogen
Zeolit merupakan material yang memiliki banyak kegunaan. Zeolit telah banyak diaplikasikan sebagai absorben, penukar ion, dan sebagai katalis. Zeolit adalah mineral kristal alumina silika tetrahidrat berpori yang mempunyai struktur kerangka tiga dimensi, terbentuk oleh tetrahedral [SiO4]4- dan [AlO4]5- yang saling terhubungkan oleh atom-atom oksigen sedemikian rupa, sehingga membentuk kerangka tiga dimensi terbuka yang mengandung kanal-kanal dan rongga-rongga, yang didalamnya terisi oleh ion-ion logam, biasanya adalah logam-logam alkali atau alkali tanah dan molekul air yang dapat bergerak bebas (Chetam, 1992)
Ada dua jenis zeolit, yaitu zeolit alam dan zeolit sintetis. Zeolit alam adalah zeolit yang ditambang langsung dari alam sehingga harganya jauh lebih murah daripada zeolit sintetis. Namun zeolit alam memiliki beberapa kelemahan, di antaranya mengandung banyak pengotor serta kristalinitasnya kurang baik.
Untuk memperbaiki karakter zeolit alam sehingga dapat digunakan sebagai katalis, absorben, atau aplikasi lainnya,biasanya dilakukan aktivasi dan modifikasi terlebih dahulu. Aktivasi zeolit alam dapat dilakukan baik secara fisika maupun
secara kimia. Aktivasi secara fisika dilakukan melalui pengecilan ukuran butir, pengayakan, dan pemanasan pada suhu tinggi, tujuannya untuk menghilangkan pengotor-pengotor organik, memperbesar pori dan memperluas permukaan.
Sedangkan aktivasi secara kimia dilakukan melalui pengasaman. Tujuannya untuk menghilangkan pengotor anorganik.
Halimantun Hamdan (1992) mengemukakan bahwa zeolit merupakan suatu mineral berupa kristal silika alumina yang terdiri dari tiga komponen yaitu kation yang dapat dipertukarkan, kerangka alumina silikat dan air. Air yang terkandung dalam pori tersebut dapat dilepas dengan pemanasan pada temperatur 300 hingga 400oC. Pemanasan pada temperatur tersebut, air dapat keluar dari pori-pori zeolit, sehingga zeolit dapat berfungsi sebagai penyerap gas atau cairan.
Jumlah air yang terkandung dalam zeolit sesuai dengan banyaknya pori atau volume pori.
2.6 Elektrolisis 2.6.1 Elektrolisis Air
Elektrolisis air adalah peristiwa penguraian senyawa air (H2O) menjadi Oksigen (O2) dan hidrogen gas (H2) dengan menggunakan arus listrik melalui air.
Pada katode, dua molekul air bereaksi dengan menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas H2 dan ion hidroksida (OH-). Sementara itu pada anode, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen (O2), melepaskan 4 ion H+ serta mengalirkan elektron ke katode. Ion H+ dan OH- mengalami netralisasi sehingga terbentuk kembali beberapa molekul air. Faktor yang memperngaruhi elektrolisis air yaitu kualitas elektrolit, suhu, tekanan, resistansi elektrolit, material dari elektroda dan material pemisah.
Gas hidrogen dan oksigen yang dihasilkan dari reaksi ini membentuk gelembung pada elektroda dan dapat dikumpulkan. Prinsip ini kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan hidrogen yang dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan hidrogen. Dengan menyediakan energi dari baterai atau listik, air (H2O) dapat dipisahkan ke dalam molekul diatomik hidrogen (H2) dan oksigen (O2).
Gambar 2.15 Proses Elektrolisis air
Beda potensial yang dihasilkan oleh arus listrik antara anoda dan katoda akan mengionisasi molekul air menjadi ion positif dan ion negatif. Pada katoda terdapat ion postif yang menyerap elektron dan menghasilkan molekul ion H2, dan ion negatif akan bergerak menuju anoda untuk melepaskan elektron dan menghasilkan molekul ion O2. Reaksi total elektrolisis air adalah penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen.
Pada anoda : 2H2O(l) O2 (g) + 4H+(aq) + 4e- Pada katoda : 2H2O(l) + 2e- H2 (g) + 2OH-(aq)
Satuan yang sering ditemukan dalam aspek kuantitatif sel elektrolisis adalah Faraday (F). Faraday didefinisikan sebagai muatan (dalam Coulomb) mol elektron. Satu Faraday equivalen dengan satu mol elektron. Demikian halnya, setengah Faraday equivalen dengan setengah mol elektron. Dengan mengetahui
besarnya Faraday pada reaksi elektrolisis, maka mol elektron yang dibutuhkan pada reaksi elektrolisis dapat ditentukan. Selanjutnya, dengan memanfaatkan koefisien reaksi pada masing-masing setengah reaksi di katoda dan anoda, kuantitas produk elektrolisis dapat ditemukan.banyak zat yang mengendap pada elektrode dapat dihitung dengan Hukum Faraday.
2.6.2 Hukum Faraday
Hukum Faraday menyatakan hubungan antara jumlah listrik yang digunakan dengan massa zat yang dihasilkan baik di katoda maupun anoda pada proses elektrolisis. Hukum I Faraday menyatakan, "Massa zat yang terbentuk pada masing-masing elektroda sebanding dengan kuat arus listrik yang mengalir pada elektrolisis tersebut". Sementara Bunyi Hukum II Faraday, "Massa dari macam- macam zat yang diendapkan pada masing-masing elektroda oleh sejumlah arus listrik yang sama banyaknya akan sebanding dengan berat ekivalen masing-masing zat tersebut".
Faraday mengamati peristiwa elektrolisis melalui berbagai percobaan yang dia lakukan. Dalam pengamatannya jika arus listrik searah dialirkan ke dalam suatu larutan elektrolit, mengakibatkan perubahan kimia dalam larutan tersebut.
Sehingga Faraday menemukan hubungan antara massa yang dibebaskan atau diendapkan dengan arus listrik. Hubungan ini dikenal dengan Hukum Faraday.
Menurut Faraday: Jumlah berat (massa) zat yang dihasilkan (diendapkan) pada elektroda sebanding dengan jumlah muatan listrik (Coulumb) yang dialirkan melalui larutan elektrolit tersebut. Massa zat yang dibebaskan atau diendapkan oleh arus listrik sebanding dengan bobot ekivalen zat-zat tersebut. Secara
M = ………. (2.1)
Faraday menyimpulkan bahwa Satu faraday adalah jumlah listrik yang diperlukan untuk menghasilkan satu ekivalen zat pada elektroda.
Muatan 1 elektron = 1,6 x 10-19 Coulomb 1 mol elektron = 6,023 x 1023 elektron
Muatan untuk 1 mol elektron = 6,023 x 1023 . 1,6 x 10 -19 = 96.500 Coulomb = 1 Faraday.
Pengukuran jumlah listrik dalam prakteknya dapat dilakukan dengan bantuan instrumen berupa amperemeter dan pancatat waktu. Jumlah listrik yang digunakan dalam elektrolisis merupakan hasil kali kuat arus (ampere) dengan waktu (detik) atau dapat ditulis dengan persamaan :
Q = I x t ……… (2.2) Dimana : Q = muatan listrik dalam Coulomb
I = kuat arus dalam ampere t = waktu dalam detik
Dari persamaan (2.1) dan (2.2) maka diperoleh persamaan
M = …………. (2.3)
Dimana:
M = massa zat dalam gram
e = berat ekivalen zat dalam gram = berat atom : valensi i = kuat arus dalam ampere
t = waktu dalam detik
F = Faraday = 96.500 Coulomb
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian
Proses penelitian, pembuatan sampel, dan pengujian pada penelitian ini dilakukan di tiga laboratorium, yaitu : Laboratorium Kimia Dasar FMIPA USU Medan, Laboratorium Terpadu USU Medan, dan Laboratorium Material PTKI.
3.1.2 Waktu Penelitian
Penelitan ini dilakukan selama empat bulan yang dimulai dari bulan Februari 2018 sampai dengan bulan Mei 2018.
3.2 Peralatan dan Bahan Penelitian
Peralatan dan bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut :
3.2.1. Peralatan
Peralatan yang digunakan dalam penelitan adalah sebagai berikut :
a. Solder, untuk menyolder rangkaian.
b. Grenda, untuk memotong papan PCB.
c. Penyedot timah, untuk merapikan hasil penyolderan rangkaian.
d. Gunting, untuk memotong kertas rangkaian layout.
e. Mesin laminating, untuk menempelkan hasil rangkaian layout ke papan PCB.
f. Printer 3D, untuk membuat packaging alat.
g. Wadah plastik (mangkok), untuk tempat melarutkan papan PCB.
h. Komputer, untuk mendesain rangkaian alat dengan menggunakan aplikasi Eagle.
i. ATMega 328, sebagai mikrokontroller pada sistem rangkaian alat.
j. Sensor hidrogen (TGS 821), sebagai komponen untuk membaca nilai parameter hidrogen.
k. Sensor oksigen (KE-25), sebagai komponen untuk membaca nilai parameter oksigen.
l. Sensor suhu dan kelembaban (SHT 11), sebagai komponen untuk membaca nilai parameter suhu dan kelembaban.
3.2.2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : a. Timah solder, untuk perekat komponen ke papan PCB.
b. Larutan Ferriclhorida (FeCl3),untuk etching PCB.
c. Kertas PCB, untuk tempat mencetak hasil rangkaian dengan menggunakan aplikasi Eagle.
d. Filamen ABS, sebagai bahan untuk membuat packaging alat.
e. Zeolit murni yang dibakar hingga suhu 8000C sebagai filter hidrogen.
f. Aquades, sebagai larutan untuk berlangsungnya proses elektrolisis.
3.3 Variabel dan Parameter Penelitian 3.3.1 Variabel Penelitian
Adapun variabel yang divariasikan dalam penelitian ini ada dua, yaitu : a. Suplay tegangan atau tegangan masukan dengan variasi 9 V, 11 V, 13 V,
14 V dan 15 V.
b. Penggunaan filter hidrogen berbahan zeolit dan tanpa penggunaan filter.
3.3.2 Parameter Penelitian
Adapun parameter yang diamati dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Konsentrasi hidrogen 2. Suhu dan kelembaban udara 3. Konsentrasi oksigen
4. Sifat penginderaan: respon, linieritas, performa, lemurnian, dan cross sensitivity.
3.4 Diagram Alir Penelitan
Diagram Alir Pemanfaatan Sensor TGS 821 sebagai Pendeteksi Hidrogen Hasil Elektrolisis Air (H2O) Secara Realtime dengan DAQ pada PC ditunjukkan pada gambar 3.1 berikut :
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian
3.4.1 Pembuatan Rangkaian Elektronik Akuisisi Data Sistem DAQ Berbasis Mikrokontroller ATMEGA 328.
Tahap awal yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu proses pembuatan rangkaian elektronik akuisisi data sistem DAQ berbasis Mikrokontroller ATMEGA 328. Adapun diagram blok dari pembuatan rangkaian seperti pada gambar 3.2 berikut :
Pemanfaatan Sensor TGS 821 Sebagai Pendeteksi Hidrogen Hasil Elektrolisis Air (H2O) Secara Realtime Dengan DAQ
Pada PC Sensor Hidrogen, Oksigen dan
Kelembaban Udara
Akuisisi Data Sistem DAQ berbasis Mikrokontroller
ATMEGA 328
Pengujian Rangkaian Akuisisi Data
Penyiapan Filter Hidrogen (Zeolit) dan Sistem Elektrolisa
Penghasil Hidrogen Pengujian Pendeteksian
Hidrogen pada Sistem Penghasil Hidrogen
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian
Adapun fungsi tiap blok gambar di atas, yaitu sebagai berikut :
1. Blok ATMEGA 328 : Mengkonversi data dari sensor kePC
2. Blok Sensor TGS 821 : Sebagai35 input sensor untuk mendeteksi nilai kandungan Hidrogen.
3. Blok Sensor SHT11 :Sebagai input sensor untuk mendeteksi perubahan suhu.
4. Blok Sensor KE-25 : Sebagai input sensor untuk mendeteksi nilai kandungan Oksigen.
5. Blok Display PC :Sebagai tampilan komunikasi serial ke komputer.
6. Blok Supply : Sebagai penyedia sumber arus listrik ke system dan sensor
3.4.1.1 Rangkaian Sensor Hidrogen TGS 821
Untuk rangkaian sensor Hidrogen TGS 821 yang terhubung ke mikrokontroller dapat dilihat pada gambar 3.3. Dari gambar dapat terlihat bahwa
Supply
ATMEGA 328
Sensor KE-25
Display Sensor PC
SHT-11 Sensor TGS 821
pin output dari sensor hidrogen dihubungkan ke pin ADC1 mikrokontroller. VCC pada sensor hidrogen TGS 821 dihubungkan ke sumber tegangan +5. Ground
pin output dari sensor hidrogen dihubungkan ke pin ADC1 mikrokontroller. VCC pada sensor hidrogen TGS 821 dihubungkan ke sumber tegangan +5. Ground