• Tidak ada hasil yang ditemukan

Perancangan Alat Pengukuran Keasaman Menggunakan Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2016

Membagikan "Perancangan Alat Pengukuran Keasaman Menggunakan Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering"

Copied!
42
0
0

Teks penuh

(1)

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

(2)

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

(3)

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

(4)

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

(5)

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.

(6)

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,

(7)

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.

(8)

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

(9)

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

(10)

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

(11)

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

(12)

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.

(13)

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

(14)

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.

(15)

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.

(16)

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

(17)

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

(18)

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

(19)

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)

(20)

• 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.

(21)

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

(22)

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

(23)

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

(24)

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

(25)

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.

(26)

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)

(27)

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

(28)

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.

(29)

Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8 dan Power Supply

Gambar 3.3. Rangkaian Sensor Kapasitif dan Jembatan Schering

(30)

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.

(31)

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

(32)

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)

(33)

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

(34)

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

(35)

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 :

(36)

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.

(37)

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.

(38)

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

(39)

#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);

(40)

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:

(41)
(42)

lcd_puts(buff);

delay_ms(1000);

lcd_clear();

}

Gambar

Gambar 2.1. Jembatan Schering
Gambar 2.3. LCD 2x16
Gambar 3.1. Blok diagram rancangan alat
Gambar 3.2. Rangkaian Sistem Minimum ATMega8 dan Power Supply
+4

Referensi

Dokumen terkait

Kegiatan ini diikuti oleh 45 orang peserta yang terdiri dari Kepala Dinas Pertanian dari 9 Kabupaten di Sulawesi Tengah, KTNA Provinsi dan Kabupaten Donggala, petani penangkar

Semakan Audit mendapati peruntukan yang diterima daripada Kerajaan Negeri sejumlah RM2.97 juta oleh TADC telah digunakan untuk membiayai penyediaan infrastruktur seperti

Title Sub Title Author Publisher Publication year Jtitle Abstract Notes Genre URL.. Powered by

Pembuktian merupakan tahapan dalam proses beracara di Pengadilan Tata Usaha Negara dalam rangka menyelesaikan suatu sengketa, berupa penyajian alat-alat bukti yang

Laba bersih untuk periode sembilan bulan sampai dengan 30 September 2007 adalah sebesar Rp439 miliar, lebih rendah 15% dibandingkan dengan periode yang sama tahun 2006,

Penegak hukum terkesan gagap dan ragu dalam melaksanakan ketentuan hukum yang ada, khususnya terkait dengan Perlindungan Hukum bagi aktivis atau pengurus Serikat

Selain berfungsi untuk menjelaskan pola hubungan antar galur, antar lokasi dan antar galur dengan lokasi (Mattjik, 1998) dan menentukan stabilitas dan

Surat Pemberitahuan Objek Pajak yang selanjutnya disingkat SPOP adalah surat yang digunakan oleh wajib pajak untuk melaporkan data subjek dan objek Pajak Bumi dan Bangunan