PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN KEASAMAN
MENGGUNAKAN SENSOR KAPASITIF DAN JEMBATAN
SCHERING
TUGAS AKHIR
IRFAYANI
112411016
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN KEASAMAN
MENGGUNAKAN SENSOR KAPASITIF DAN JEMBATAN
SCHERING
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli
Madya
IRFAYANI
112411016
PROGRAM STUDI D-3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : Perancangan Alat Pengukuran Keasaman Menggunakan Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering
Kategori : Tugas Akhir Nama : Irfayani Nomor Induk Mahasiswa : 112411016
Program Studi : Diploma (D3) Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli2014
Disetujui oeh
Ketua Jurusan D3 Metrologi dan Pembimbing Instrumentasi FMIPA USU,
Dr. Diana Alemin Barus, M.Sc
PERNYATAAN
PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN KEASAMAN
MENGGUNAKAN SENSOR KAPASITIF DAN JEMBATAN
SCHERING
TUGAS AKHIR
Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya saya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2014
PENGHARGAAN
Alhamdulillahirobbil’alamin,
Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan berkah, rahmat, hidayah-Nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas akhir ini sesuai waktu yang telah ditetapkan.
Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan dalam mencapai gelar Ahli Madya pada Program Studi Diploma-III Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Adapun judul Tugas Akhir ini adalah “Perancangan Alat Pengukuran Keasaman Menggunakan Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering
”.
Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari doa, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Drs. Sutarman, M.Sc, delaku Dekan Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Ibu Dr.Diana Alemin Barus, M.Sc, selaku Ketua Program Studi Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
3. Ibu
dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Kedua orang tua penulis serta saudara kandung yang telah memberikan bantuan moril maupun materil, semangat dan do’a yang begitu besar kepada penulis.
6. Seluruh keluarga besar saya di UKM ROBOTIK SIKONEK USU dan TIM ROKET ROLLETE-X USU.
7. Seluruh teman-teman yang telah mendukung dan membantu penulis menyelesaikan tugas akhir.
8. Semua pihak yang telah membantu penulis namun tidak dapat disebutkan satu per satu.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini.
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca.
Amin Yaa Rabbal’alamin
Medan, Juli 2014 Hormat Kami,
PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN KEASAMAN
MENGGUNAKAN SENSOR KAPASITIF DAN JEMBATAN
SCHERING
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini bertujuan untuk membuat sebuah alat ukur keasaman cairan. Alat ukur yang dirancang menggunakan sensor kapasitif plat tembaga dan diintegasikan dengan Jembatan Schering dan mikrokontroler ATMega8. Hasil pengukuran diproses dengan software CodeVision AVR, sehingga dapat ditampilkan pada LCD. Pengujian dilakukan dengan membandingkan penunjukan keasaman pada pH meter digital dengan alat ukur yang telah dibuat. Dari hasil pengujian diperoleh hubungan antara nilai pH pada pH meter digita dengan nilai ADC pada alat ukur yang telah dibuat berbanding terbalik yaitu semakin tinggi kadar keasaman larutan, maka nilai ADC semakin rendah. Sensor kapasitif dengan plat tembaga sangat mudah mengalami korosi pada saat melakukan pengukuran keasaman.
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Persetujuan i
Lembar Pengesahan ii
Penghargaan iii
2.1. Jembatan Schering 5
2.2. Keasaman 5
2.3. Mikrokontroler 6
2.4. LCD (Liquid Crystal Display) 8
2.5.Bahasa Pemrograman C 10
2.6. Perangkat Lunak CodeVision AVR 13
2.7. Karakteristik Statik Alat Ukur 13
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1. Perancangan Sistem 15
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PENGOLAHAN DATA
4.1.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8 18 4.1.2. Pengujian Rangkaian LCD 2x16 19 4.1.3. Pengujian Rangkaian Keseluruhan 19
4.2. Pengujian Sensor Kapasitif 19
BABV KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan 21
5.2. Saran 21
DAFTAR PUSTAKA 25
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Pin LCD dan Fungsinya 9
Tabel 4.1. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan aquades. 21
Tabel 4.2. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan CH3COOH dengan konsentrasi
6%. 22
Tabel 4.2. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan CH3COOH dengan konsentrasi
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Jembatan Schering 5
Gambar 2.2. Mikrokontroler 7
Gambar 2.3. LCD 2x16 9
Gambar 3.1. Blok diagram rancangan alat 16
Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8 dan Power Supply 17
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering 17
Gambar 3.4. Diagram alir program 19
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
PERANCANGAN ALAT PENGUKURAN KEASAMAN
MENGGUNAKAN SENSOR KAPASITIF DAN JEMBATAN
SCHERING
ABSTRAK
Pada tugas akhir ini bertujuan untuk membuat sebuah alat ukur keasaman cairan. Alat ukur yang dirancang menggunakan sensor kapasitif plat tembaga dan diintegasikan dengan Jembatan Schering dan mikrokontroler ATMega8. Hasil pengukuran diproses dengan software CodeVision AVR, sehingga dapat ditampilkan pada LCD. Pengujian dilakukan dengan membandingkan penunjukan keasaman pada pH meter digital dengan alat ukur yang telah dibuat. Dari hasil pengujian diperoleh hubungan antara nilai pH pada pH meter digita dengan nilai ADC pada alat ukur yang telah dibuat berbanding terbalik yaitu semakin tinggi kadar keasaman larutan, maka nilai ADC semakin rendah. Sensor kapasitif dengan plat tembaga sangat mudah mengalami korosi pada saat melakukan pengukuran keasaman.
DAFTAR GAMBAR
halaman
Gambar 2.1. Jembatan Schering 5
Gambar 2.2. Mikrokontroler 7
Gambar 2.3. LCD 2x16 9
Gambar 3.1. Blok diagram rancangan alat 16
Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8 dan Power Supply 17
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering 17
Gambar 3.4. Diagram alir program 19
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Pada umumnya, nilai kapasitansi sebuah kapasitor ditentukan oleh bahan dielektrik yang digunakan. Cairan merupakan sebuah bahan dielektrik yang apabila diletakkan diantara dua pelat kapasitor keping sejajar mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor tersebut. Penelitian analisis sebelumnya yang telah dilakukan oleh A.Nawawi menggunakan plat seng untuk mengukur derajat keasaman menggunakan rangkaian pengkondisi sinyal jembatan Schering. Namun alat yang dihasilkan masih memiliki kelemahan yaitu untuk derajat asam yang tinggi, alat belum berfungsi dengan baik.
Dari latar belakang tersebut maka penulis merancang dan merealisasikan serta menguji sensitifitas suatu alat ukur tingkat keasaman suatu cairan menggunakan prinsip pengukuran konduktivitas dengan sensor kapasitif yang tersusun dari dua buah plat tembaga yang terintegrasi dengan Jembatan Schering sebagai pengkondisi sinyal berbasis mikrokontroler ATMega8 dan hasil pengukuran kadar keasaman air tersebut diperoleh melalui antarmuka yang ditampilkan sebuah display.
1.2. Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1. Memenuhi syarat untuk menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa program Diploma III Metrologi dan Insrumentasi.
1.3. Batasan Masalah
Untuk meyederhanakan dan mengarahkan Tugas Akhir pada laporan ini akan diberi batasan-batasan masalah sebagai berikut :
• Pengolahan data dalam tugas akhir ini menggunakan mikrokontroler ATMega8 dan menggunakan software CodeVision AVR.
• Menggunakan Jembatan Schering dan sensor kapasitif berupa lempengan plat tembaga yang diintegrasikan dengan mikrokontroler.
• Sampel yang digunakan sebagai acuan sensor kapasitif dalam pengukuran pH cairan adalah larutan aquades, asam asetat (CH3COOH) dengan konsetrasi keasaman 6% dan 25%.
• Tidak membahas mengenai bahasa pemrograman secara mendetail.
• Tidak membahas rumus-rumus kimia dan senyawa-senyawa kimia secara medetail.
• Tidak membahas perhitungan secara mendetail.
1.4. Metode Pengerjaan
Metode yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Studi literatur dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat menunjang penyusunan tugas akhir.
1.5. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan tugas akhir ini, maka penulis membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika ini merupakan urutan bab demi bab termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini menjeaskan tentang latar belakang masalah, tujuan, pembahasan, batasan masalah, metode pengerjaan, dan sistematika penulisan.
BAB II : Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tetang teori-teori, konsep serta prinsip kerja komponen yang digunakan dalam pembuatan tugas akhir ini.
BAB III : Perancangan dan Pembuatan Sistem
Bab ini membahas mengenai penjelasan sistem yang dibuat secara keselurhan.
BAB IV : Pengujian Alat dan Pengolahan Data
Bab ini berisi mengenai cara yang digunakan untuk pengujian alat serta pengolahan datanya.
BAB V : Kesimpulan dan Saran
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Jembatan Schering
Jembatan Schering merupakan salah satu jembatan arus bolak-balik yang sangat penting dalam pengukuran kapasitor. Jembatan ini memberikan beberapa keuntungan sebagai jembatan pembanding kapasitansi.
Gambar 2.1. Jembatan Schering
2.2. Derajat Keasaman (pH)
pH adalah tingkat keasaman atau kebasa-an suatu benda yang diukur dengan menggunakan skala pH antara 0 hingga 14. Sifat asam mempunyai pH antara 0 hingga 7 dan sifat basa mempunyai nilai pH 7 hingga 14. Sebagai contoh, jus jeruk dan air aki mempunyai pH antara 0 hingga 7, sedangkan air laut dan cairan pemutih mempunyai sifat basa (yang juga di sebut sebagai alkaline) dengan nilai pH 7 – 14. Air murni adalah netral atau mempunyai nilai pH 7.
Di dalam air minum PH meter adalah suatu alat yang digunakan untuk mengukur tingkat keasaman dan kebasa-an.Keasaman dalam larutan itu dinyatakan sebagai kadar ion hidrogen disingkat dengan [H+], atau sebagai pH yang artinya –log [H+]. Dengan kata lain pH merupakan ukuran kekuatan suatu asam. pH suatu larutan dapat ditera dengan beberapa cara antara lain dengan jalan menitrasi larutan dengan asam dengan indikator atau yang lebih teliti lagi dengan pH meter. PH air disebut asam bila kurang dari 7, PH air disebut basa (alkaline) bila lebih dari 7 dan PH air disebut netral bila ph sama dengan 7. PH air minum ideal menurut standar Departemen Kesehatan RI adalah berkisar antara 6,5 sampai 8,5.
2.3.Mikrokontroler
sebagainya suatu data input (atau input-input) dan mengirimkan sistem ke output (atau output-output)-nya.
Sebuah mikrokontroler seringkali disebut dengan sebutan ‘komputer kecil dalam sebuah chip’. Sebutan ini merupakan sebuah deskripsi yang cukup tepat bagi piranti mikrokontroler. Mikrokontroler adaah sebuah rangkaia terpadu tunggal, dimana semua blok rangkaian merupakan unit-unit terpisah di dalam sebuah komputer yang digabung menjadi satu.
Terdapat ratusan jenis mikrokontroler yang berbeda, yang terdapat di pasaran. Sedemikian beragamnya, maka cukup sulit mengatakan jenis mana yang merupakan salah satu contoh rangkaian terpadu (IC) mikrokontroler.
Gambar 2.2. Mikrokontroler
Rangkaian terpadu(IC) pada gambar di atas adalah mikrokontroler dengan ukuran rata-rata. Umumnya sebuah mikrokontroler mamuat unit-unit dasar yang dibutuhkan oleh semua jenis kontroler, yaitu :
• Unit aritmetika dan logika (Arithmatic Logic Unit)
• Memori : Rangkaian-rangkaian logika yang berfungsi menyimpan data. Terdapat dua jenis memori, yaitu RAM dan ROM.
RAM (RandomAccess Memory), dipergunakan untuk menyimpan data secara temporer. Data yang disimpan di dalamnya akan hilang ketika pasokan daya ke piranti ini diputuskan. Biasanya memori jenis ini digunakan oleh ALU untuk menyimpan data sementara, yang dibutuhkan ketika melakukan pemrosesan.
ROM (Read Only Memory) adalah jenis yang “lebih sedikit” permanen. Tipe memori ini ditunjukkan untuk ‘sering baca’ namun ‘jarang ditulis’. Memori jenis ini umumnya digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi dalam bentuk kode biner untuk mengarahkan kerja kontroler yang dapat dipahami dan dilaksanakan oleh kontroler.
• Clock : Chip yang memuat semua komponen clock sistem, terkecuali komponen kristalnya.
• Input dan Output : Berupa pin-pin yang dapat disambungkan ke sensor-sensor atau perangkat-perangkat input lainnya. Pin-pin juga dapat disambungkan ke lampu, piranti tampilan, motor, pengeras suara dan perangkat output lainnya.
2.4. LCD (Liquid Crystal Display)
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika seperti kalkulator, multitester digital, jam digital dan sebagainya.
Gambar 2.3. LCD 2x16
LCD dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler AVR. LCD yang digunakan dalam percobaan adalah LCD 2x16. Lebar display 2 baris 16 kolom., yang mempunyai 16 pin konektor, yang didefinisikan sebagai berikut:
Tabel 2.1 Pin LCD dan Fungsinya
PIN Nama Pin Fungsi
1 VSS Ground voltage
2 VCC +5V
3 VEE Contrast Adjust 4 RS Register Select
5 R/W Real/Write, to choose write or read mode 0 = write mode
1 = read mode
6 E Enable
0 = start to lacht data to LCD character 1 = disable
Dengan menggunakan CodeVisionAVR kita dapat dengan mudah mendefinisikan Port yang terhubung dengan LCD.
2.5. Bahasa Pemrograman C
lain, bahasa C merupakan bahasa pemrograman yang sangat fleksibel dan tidak terlalu terikat dengan berbagai aturan yang sifatnya kaku. Penggunaan bahasa C akan sangat efisien terutama untuk program mikrokontroler yang berukuran relatif besar (dan sebagai konsekuensiya hal ini terkadang akan megurangi kecepatan eksekusi).
a. Struktur Penulisan Program Bahasa C
Struktur dalam bahasa C cukup sederhana, karena hanya mencakup 3 poin penting, yaitu :
1. Pre-processor
Merupakan bagian dari program dalam bahasa C yang selalu dijalankan pertama kali. Bagian ini juga melakukan proses tertentu. Banyak sekali syntax dalam pre-processor. Namun setidaknya ada dua syntax yang akan sering digunakan dalam latihan programming dasar, yaitu syntax #include dan #define.
2. Main function
Ini adalah fungsi utama dalam suatu program. Tentu saja fungsi ini yang akan dijalankan pertama kali. Tidak menutup kemungkinan di dalam fungsi ini terdapat statement yang memanggil fungsi lain.
3. Function
b. Tipe data
Tipe data merupakan bagian yang paling penting karena tipe data mempengaruhi setiap instruksi yang akan dilaksanakan oleh komputer. Misalnya saja 5 dibagi 2 bisa saja menghasilkan hasil yang berbeda tergantung tipe datanya.
Jika 5 dan 2 bertipe integer maka akan menghasilkan nilai 2, namun jika keduanya bertipe float maka akan menghasilkan nilai 25000000.
c. Kostanta
Konstanta merupakan suatu nilai yang tidak dapat diubah selama proses program berlangsung. Konstanta harus didefinisikan terlebih dahulu di awal program. Konstanta dapat bernilai integer, pecahan, karakter, dan string. Selain itu, bahasa C juga menyediakan beberapa karakter khusus yang disebut karakter escape, antara lain :
\a: untuk bunyi bel (alert)
\b: mundur satu spasi (backspace) \f: ganti halaman (form feed) \n: ganti baris bar (new line) \v: tabulasi vertikal
d. Variable
Variable adalah suatu pengenal (identifier) yang digunakan untuk
mewakili suatu nilai tertentu di dalam proses program. Berbeda dengan konstanta yang nilainya selalu tetap. Nilai dari suatu variable bisa diubah-ubah sesuai kebutuhan. Nama dari suatu variable dapat ditentukan sendiri oleh pemrogram dengan aturan sebagai berikut :
1) Terdiri dari gabungan huruf dan angka dengan karakter pertama harus berupa huruf.
2) Bahasa C bersifat case-sensitive artinya huruf besar dan kecil dianggap berbeda. Jadi antara Metal dengan metal itu berbeda.
3) Tidak boleh mengandung spasi.
4) Tidak boleh mengandung simbol-simbol khusus, kecuali garis bawah (uderscore), seperti : $, ?, %, #, !, &, *,(,), -, +, dsb.
5) Panjangnya bebas, tetapi hanya 32 karakter pertama yag terpakai.
2.6.Perangkat Lunak CodeVision AVR
CodeVision AVR pada dasarnya merupakan perangkat lunak pemrograman Mikrokontroler keluarga AVR berbasis bahasa C. Ada tiga komponen penting yang telah diintegrasikan dalam perangkat lunak ini : Compiler, IDE dan Program Generator.
library fungsi standar berikut penanamannya). Tetapi walaupun demikian,
dibandingkan bahasa C untuk aplikasi komputer, compiler C untuk mikrokontroler ini memiliki sedikit perbedaan yang disesuaikan dengan arsitektur AVR tempat program C tersebut ditanamkan.
2.7. Karakteristik Statik Alat Ukur
Performansi alat ukur menyatakan berbagai hal tentang kemampuan dan batasan penggunaan suatu alat ukur. Performansi alat ukur digunakan sebagai acuan untuk memilih alat ukur yang paling sesuai untuk keperluannya. Tidak perlu memilih alat ukur dengan performansi yang terlalu akurat, yang tidak sesuai dengan kebutuhan pengukuran. Pada umumnya performansi atau unjuk kerja alat ukur ditampilkan pada tabel spesifikasi yang tercantum pada manual operasi alat, dari hasil kalibrasi ataupun dari harga karakteristik alat ukur tersebut baik karakteristik statik atau dinamik. Karakteristik statik adalah karakteristik alat berkaitan dengan input konstan yang berkerja pada alat ukur. Dengan kata lain, karakteristik statik suatu alat ukur adalah karakteristik yang harus diperhatikan apabila alat tersebt digunakan untk mengkur suatu kondisi yang tidak berubah karena waktu. Terdapat beberapa parameter terkait dengan karakteristik statik istrumen ukur, yaitu :
• Ketelitian (Akurasi)
maka alat ukur tersebut dikatakan mempunyai ketelitian tinggi, dan juga berarti alat ukur tidak mempunyai penyimpangan.
• Presisi
Presisi merupakan derajat kedekatan data dalam satu kelompok data pengukuran untuk input yang sama pada pengukuran berulang.
• Bias
Bias merupakan perbedaan harga rata-rata output alat ukur untuk input yang sama dengan penunjukan aat standar.
• Kesalahan
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
Pada bab ini akan dibahas mengenai perancangan sistem yang dibuat, mulai dari desain sistem secara keseluruhan, perancangan hadwaredan software sampai pada implementasi sistemnya.
3.1. Perancangan Sistem
Sistem keseluruhan yang akan dibuat pada tugas akhir ini mengikuti blok diagram seperti pada gambar 3.1. di bawah ini.
Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8 dan Power Supply
Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering
ATmega8 yang berperan sebagai pengontrol operasi sistem secara keseluruhan. Penjelasan komponen-komponen pada blok diagram di atas adalah sebagai berikut:
1. Blok sensor kapasitif dan jembatan Schering, merupakan sensor yang berfungsi untuk mengukur nilai pH dalam suatu larutan. Akan tetapi pada sistem yang dibuat sensor tersebut difungsikan hanya untuk mengukur pH larutan yang bersifat netral dan asam saja, tidak dapat mengukur larutan yang bersifat basa.
2. Blok Power Supply, sesuai namanya blok ini berfungsi sebagai pensuplai energi atau catu daya utama seluruh komponen sistem yang dibuat.
3. Penyearah AC to DC, merupakan penyearah arus AC (bolak-balik) ke arus DC (searah).
4. Blok mikrokontroler, merupakan komponen yang berperan sebagai kontroler atau pengendali operasi sistem secara keseluruhan.
5. Blok ADC, merupakan fitur yang sudah terintegrasi dalam mikrokontroler ATmega8 yang digunakan, berfungsi untuk mengubah besaran analog menjadi besaran digital.
3.2. Diagram Alir (Flowchart) Algoritma dari Alat Ukur
Inisialisasi variabel
Mulai
Baca nilai analog
Konversi nilai analog ke digital
Tampilkan di LCD nilai ADC
BAB IV
PENGUJIAN ALAT DAN PENGOLAHAN DATA
4.1. Hasil Pengujian
Pengujian alat dilakukan di Laboratorium Ilmu Dasar (LIDA) milik Universitas Sumatera Utara Medan. Pengujian alat ukur ini dilakukan dengan membandingkan data pennjukan pada pH Meter digital yang dijadikan sebagai standar dengan alat ukur keasaman dengan sensor kapasiif dan Jembatan Schering sebagai alat yang diji.
4.1.1. Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATMega8
Karena pemrograman menggunakan mode PROGIS mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu ATMega8.
ATMega menggunakan kristal dengan frekuensi 12 MHz, apabilaChip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan
rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
4.1.2. Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)
digital. Power Supply bertugas merubah tegangan listrik AC menjadi tegangan listrik DC yang stabil sampai suatu arus maksimum yang ditentukan oleh design. Pengujian dilakukan dengan memberikan tegangan 5 volt .
4.1.2. Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16
Pada tahap ini dilakukan percobaan untuk mengaktifkan LCD sistem. Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah LCD tersebut dapat menampilkan pesan-pesan sesuai dengan proses yang diharapkan. Dari hasil pengujian LCD diketahui LCD berada dalam keadaan baik.
4.2. Pengujian Sensor Kapasitif
Dalam pengujian sensor kapasitif diakukan melaui pembacaan nilai ADC dari beberapa larutan dengan pH yang berbeda-beda dengan menggunakan pH meter digital sebagai standar acuan. Cairan yang digunakan dalam pengukuran yaitu cairan aquades, larutan CH3COOH dengan konsentrasi 6% dan larutan CH3COOH dengan konsentrasi 25%.
Tabel 4.1. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan aquades.
pH meter digital nilai ADC pada alat ukur
6,92 141
6,77 142
6,73 142
6,64 142
Tabel 4.2. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan CH3COOH dengan konsentrasi 6%.
pH meter digital nilai ADC pada alat ukur
2,45 149
2,44 150
2,43 150
2,43 150
2,43 149
Tabel 4.2. Perbandingan pembacaan pH pada pH meter digital dengan nilai ADC pada alat ukur menggunakan cairan CH3COOH dengan konsentrasi 25%.
pH meter digital nilai ADC pada alat ukur
2,45 153
2,44 156
2,43 154
2,43 155
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengolahan data dan analisis yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa perancangan alat ukur keasaman meggunakan sensor kapasitif dan jembatan Schering telah direalisasikan dan diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Mikrokontroler ATMega 8 memiliki kemampuan yang memenuhi syarat untuk melakukan proses pengolahan data dalam pembuatan alat ukur keasaman.
2. Hubungan antara niai Ph dengan nilai ADC berbanding terbalik yaitu semakin tinggi kadar keasaman larutan, maka nilai ADC semakin rendah. 3. Sensor kapasitif dari plat tembaga yang dibuat memiliki respon yang
cukup baik dalam pembacaan keasaman larutan tetapi hanya mampu mengukur kadar keasaman larutan dengan konsentrasi yang rendah.
6.2.Saran
Untuk pengembangan alat ukur keasaman ini agar dapat digunakan pada performansi yang lebih optimal, saran yang dapat penulis berikan yaitu :
2. Mencari bahan yang lebih baik lagi untuk dijadikan probe sensor kapasitif, karena tembaga cepat mengalami korosi terutama saat melakukan pengukuran larutan asam pada konsenstrasi yang lebih tinggi.
Daftar Pustaka
Harahap, Ir. Zulkifli. 2002. Dasar-Dasar Teknik Listrik. Jakarta : Erlangga.
Hartono, MBA, Ph.D, Jogiyanto. 2003. Konsep Dasar Pemrograman Bahasa C. Yogyakarta : ANDI Yogyakarta.
Poerwanto. 2007. Instrumentasi dan Alat Ukur. Yogyakarta : Graha Ilmu.
Saphiie, Prof.Dr. Soedjana. 2005. Pengukuran da Alat-Alat Ukur Listrik. Jakarta : Pradnya Paramita.
LAMPIRAN
Script Program pada CodeVision AVR
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V2.05.3 Standard
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2011 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project : ph_Meter
Version : V.1
Date : 31/05/2014
Author : Prasetyo, Dwi Budi & Irfayani
Company : Evionics
Comments:
Chip type : ATmega8
Program type : Application
AVR Core Clock frequency: 12,000000 MHz
Memory model : Small
External RAM size : 0
#include <mega8.h>
#include <stdio.h>
#include <delay.h>
#include <alcd.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x60
// 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);
char buff[16];
// ADC Clock frequency: 750,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AVCC pin
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
// Alphanumeric LCD initialization
// Connections are specified in the
// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:
lcd_puts(buff);
delay_ms(1000);
lcd_clear();
}
