TUGAS AKHIR
Oleh
DIAH AYU MILYARNINGTYAS NIM. 2013 301 0048
PROGRAM STUDI
D3 TEKNIK ELEKTROMEDIK
POLITEKNIK MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
iv
PERNYATAAN
Penulis menyatakan bahwa dalam Tugas Akhir ini tidak terdapat karya
yang pernah diajukan untuk memperoleh derajat Profesi Ahli Madya atau gelar
kesarjanaan pada suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan penulis juga
tidak terdapat pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain,
kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini serta disebutkan dalam daftar
pustaka.
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
Yang menyatakan,
Diah Ayu Milyarningtyas
v
hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Inkubator
Bakteri Dilengkapi dengan Sensor Suhu dan Timer Berbasis ATMega8535”. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat dalam
memperoleh gelar Ahli Madya pada Program Studi D3 Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.
Dalam melakukan penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini
penulis telah mendapatkan banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak.
Penulis mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada:
1. Bapak Dr. Sukamta, S.T.,M.T selaku Direktur Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta dan Bapak Tatiya Padang Tunggal, S.T. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta yang memberikan izin kepada penulis untuk belajar.
2. Bapak Susilo Ari Wibowo, S.T. selaku dosen pembimbing satu, dan Ibu Meilia Safitri, S.T. selaku dosen pembimbing kedua, yang telah dengan penuh kesabaran dan ketulusan memberikan ilmu dan bimbingan terbaik kepada penulis.
3. Para Dosen Program Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta yang telah memberikan bekal ilmu kepada penulis.
4. Para Karyawan/wati Program Studi Teknik Elektromedik Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta yang telah membantu penulis dalam proses belajar. 5. Dan semua pihak yang membantu dalam pembuatan dan penulisan laporan tugas
vi
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, untuk itu semua jenis saran, kritik dan masukan yang bersifat membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata, semoga tulisan ini dapat memberikan manfaat dan memberikan wawasan tambahan bagi para pembaca dan khususnya bagi penulis sendiri.
Yogyakarta, 26 Agustus 2016
vii
bantuan dalam bentuk do’a, saran, dan bimbingan sehingga, penulis dapat
melakukan penelitian dan penyusunan laporan tugas akhir ini. Terimakasih
kepada:
1. Keluarga Atem, mba siswi, kakak tingkat Tem Surabaya atas bantuan dan
bimbingan nya.
2. Tiga laboran Bos Mikro mas Ahmad, Bos Rangkaian mas Wisnu dan mas Tiar,
terimakasih atas bantuan dan waktunya,
3. Keluarga Dikampus, seluruh teman-teman Teknik Elektromedik 2013 atas
kebersamaannya selama tiga tahun terakhir. Terimakasih juga untuk adik-adik
tingkat Teknik Elektromedik yang sedang berjuang, semoga kalian bisa
melanjutkan perjuangan kami untuk memajukan Prodi Teknik Elektromedik
menjadi lebih baik.
4. Teman-Teman TEM B 2013 Rahayu, Fajar, Nasrul, Flamy, innes, hasti, bayu,
dina, Shoman (?), ika, deni, dian, deli, haris, mas angger, bambang, risky,
dyan, dan wiharja atas kebersamaannya (?), banyak sekali yang kita lalui
selama tiga tahun terakhir dari rasa marah, kesal, kecewa, canda dan tawa
hingga bahagia. Semoga kita tetap bersilatuhrahmi selalu. Terimakasih untuk
saran, dan support yang membantu dalam pembuatan laporan tugas akhir.
viii
6. For my hero EXO . thanks a lot for your music and your motivation which you give to me. Thank you because you always there when no one left. Thank you
for your happiness. We are one! 소사랑해요! 항상행복가자!
7. Kesayangan dirumah Mama, Papa, abang Dona, abang Doni, dan kakak Dina
atas do’a , dukungan dan juga kasih sayang yang terus diberikan kepada
penulis.
ix
“
Jangan berkecil hati, karena adakalnya Sesuatu itu tidak
berjalan sesuai dengan keinginanmu.
”
“
Man jadda wa jadda, man shabara zhafira, man thalabal
x
1.2Perumusan Masalah ... 2
1.3Pembatasan Masalah ... 3
1.4Tujuan Penelitian ... 3
1.5Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Kajian Pustaka ... 5
2.2 Dasar Teori ... 6
2.2.1 Pengaruh Suhu ... 6
2.2.2 Sensor LM35 ... 9
2.2.3 IC MIkrokontroler ATMega8535 ... 12
2.2.4 LCD ... 17
2.2.5 Heater ... 20
2.2.6 Buzzer ... 21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Perancangan Perangkat Keras ... 23
3.1.1 Diagram Blok sistem ... 23
xi
3.2 Perancangan Perangkat lunak ... 30
3.2.1 Diagram Alir Proses ... 30
3.2.2 Listing Program ... 31
3.3Perancangan Pengujian ... 35
3.3.1 Jenis Pengujian ... 35
3.3.2 Pengolahan Data dalam Pengujian ... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Hasil Pengukuran ... 40
4.1.1 Pengukuran Suhu Pada Ruang Inkubasi ... 40
4.1.2 Pengukuran Tegangan sensor suhu LM35 ... 44
4.1.3 Pengukuran Timer dengan stopwatch ... 47
4.2Pembahasan ... 54
4.2.1 Kinerja Alat ... 55
4.2.2 Kelebihan Modul ... 57
4.2.3 Kekurangan Modul ... 57
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 58 DAFTAR PUSTAKA
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Pin dan Fungsi Kaki LCD ... 17
Tabel 4.1 Pengukuran Suhu 37˚C ... 40
Tabel 4.2 Pengukuran Tegangan sensor suhu LM35 pada suhu 37˚C ... 44
Tabel 4.3 Pengukuran Timer dengan stopwatch pada waktu 5 menit ... 48
Tabel 4.4 Pengukuran Timer dengan stopwatch pada waktu 1 jam ... 51
xiii
Gambar2.2 Mikrokontroler ATMega8535 ... 14
Gambar 2.3 Konfigurasi Pin ATMega8535 ... 15
Gambar 2.4 Modul LCD Karakter 2x16 ... 16
Gambar 2.5 Lokasi memori display LCD Karakter 2x16 ... 19
Gambar 2.6 Simbol dan Bentuk Buzzer ... 22
Gambar 3.1 Diagram Blok Inkubator Bakteri ... 23
Gambar 3.2 Diagram Mekanis Inkubator Bakteri ... 24
Gambar 3.3 Skematik Rangkaian Driver Heater ... 25
Gambar 3.4 Power Supply Inkubator Bakteri ... 27
Gambar 3.5 Rangkain LM35... 28
Gambar 3.6 Rangkaian Minimum Sistem ... 29
Gambar 3.7 Diagram Alir Inkubator Bakteri ... 30
Gambar 4.1 Grafik Pengujian Suhu 37 ˚C ... 43
Gambar 4.2 Grafik Pengujian Tegangan sensor LM35 ... 47
Gambar 4.3 Grafik Pengujian timer 5 menit ... 50
xiv ABSTRAK
Bakteri adalah organisme yang jumlahnya paling banyak di Bumi. Terdapat dua kelompok bakteri, yang pertama kelompok bakteri penyebab penyakit dan kelompok bakteri yang memberikan manfaat dalam bidang pangan, pengobatan, dan industri. Bakteri yang akan diolah harus diinkubasi terlebih dahulu karena setiap spesies bakteri tumbuh pada kisaran suhu tertentu. Suhu dan kondisi lingkungan yang cocok dapat membuat bakteri berkembangbiak dengan baik.
Pada tugas akhir ini, dirancang sebuah inkubator bakteri mesofil yang menggunakan sensor suhu LM35 dan dikendalikan oleh microcontroller ATMega8535. Dalam modul ini terdapat pemilihan waktu 12, 24, dan 48 jam untuk proses inkubasi dan akan ditampilkan oleh LCD karakter 2x16. Driver heater MOC3041 dan TRIAC L4004LT digunakan untuk menyalakan heater.
Berdasarkan pengujian dan pengukuran yang telah dilakukan diperoleh error sebesar 0,19% pada pengukuran suhu serta sebesar 0,127% pada tegangan. Adapun error yang didapatkan pada timer untuk pengukuran waktu sebesar 0,33%. Berdasarkan nilai error yang dihasilkan modul ini cukup akurat untuk dimanfaatkan sebagai alat inkubasi bakteri jenis mesofil, dengan menggunakan suhu dan pengatur waktu.
xv
group of bacteries which provide benefits in foods, medicine, and industrial. To treat the bacteria it should be incubated because each species growth depend on certain temperature , so its need a certain temperature range. Temperature and environmental conditions can make the bacteria reproduce well.
In this final project, a mesophyll bacteria incubator is designed using LM35 temperature censor that is controlled by microcontroller ATMega8535. In this modul there is several choices of time duration, 12, 24, and 48 hours, for incubation process and will be displayed on 2x16 character LCD. The MOC3041 and TRIAC L4004LT heater driver is used to turn the heater on.
Based on the conducted measurement, it resulted 0,19% of error for the temperature measurement and 0.127% for the voltage measurement. For the time duration mesurement, 0,33% of error is obtained. Based on this error value, the designed modul is accurate enough to use as bacteria incubation for mesophyll species.
Key words: Bacteria, Bacterial incubator, temperature sensor,ATMega8535
1
1 BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Bakteri merupakan suatu organisme yang jumlahnya paling banyak di
bumi. Bakteri umumnya bersel satu, tidak memiliki membran inti sel,
berukuran sangat kecil, serta memiliki peran besar di bumi. Beberapa kelompok
bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi dan penyakit, sedangkan
kelompok lainnya dapat memberikan manfaat dalam bidang pangan,
pengobatan, dan industri. Sebelum bakteri diolah menjadi sesuatu yang
bermanfaat, bakteri harus dikembangbiakkan terlebih dahulu. Untuk
mengembangbiakannya membutuhkan suhu yang cocok dengan kondisi
biologis dan fisik bakteri dengan waktu tertentu. Bakteri tersebut
dikembangbiakkan menggunakan sebuah alat penginkubasi bakteri (inkubator
bakteri)(Anonim, 2015).
Seorang ilmuwan mikroorganisme, Koch dan rekan-rekannya telah
mengembangkan beberapa prosedur laboratorium yang mempunyai dampak
luar biasa terhadap perkembangan mikrobiologi, khusunya bakteri. Hal ini
mencakup prosedur untuk mewarnai bakteri agar mudah mudah memeriksanya
tembus pandang pada suhu inkubasi (suhu yang cocok untuk pertumbuhan).
Setiap spesies bakteri tumbuh pada kisaran suhu tertentu. Atas dasar ini maka
bakteri dapat diklarifikasi sebagai: psikrofil, yang tumbuh pada 0 sampai 30˚C;
mesofili, yang tumbuh pada suhu 25˚-40˚C; dan termofilik, yang suhu 50˚ atau lebih. Suhu inkubasi yang memungkinkan pertumbuhan tercepat selama periode
waktu yang singkat (12-24 jam) dikenal sebagai suhu pertumbuhan optimum
(Pelczar et al, 2008).
Pada umumnya inkubator bakteri yang digunakan di rumah sakit atau
laboratorium menggunakan sistematik yang rumit. Hal tersebut menyebabkan
seorang teknisi sulit dalam melakukan perbaikan alat, ketika terjadi kerusakan.
Pada inkubator bakteri juga dibutuhkan pengatur waktu sebagai proses inkubasi
bakteri, karena setiap spesies bakteri memerlukan waktu perkembangbiakan
yang berbeda. Contohnya bakteri yang membutuhkan waktu 24 jam untuk
berkembangbiak, apabila diberi waktu lebih dari itu maka bakteri tersebut akan
mati (pelczar et al, 2008; Purbonoto et all, 2011). Oleh sebab itu pengaturan
waktu dalam proses inkubasi menjadi faktor penting keberhasilan
perkembangbiakan bakteri. Dalam penelitian ini dikembangkan inkubator
bakteri yang dilengkapi dengan pengatur waktu.
1.2 Perumusan Masalah
Kurangnya keefektifan yang dihasilkan pada inkubator bakteri untuk
3
proses inkubasi serta indikator yang menandakan proses inkubasi telah selesai
pada alat yang tersedia.
1.3 Pembatasan Masalah
Dalam pembahasan alat inkubator bakteri penulis membatasi
pokok-pokok batasan yang akan dibahas, yaitu:
1. Proses inkubasi hanya menggunakan suhu 37 derajat celcius.
2. Menggunakan rangkaian minimum system dengan IC mikrokontroler ATMega 8535 sebagai pengolahan data.
3. Menggunakan pengatur waktu dengan range 12-48 jam.
4. Menggunakan display LCD karakter 2x16 untuk menampilkan hasil pengukuran suhu dan pewaktu.
5. Menggunakan buzzer sebagai indikator waktu inkubasi telah habis.
6. Digunakan untuk bakteri mesofilik atau bakteri dengan suhu 37˚C.
1.4 Tujuan Penelitian
Dalam bagian ini disebutkan secara spesifik tujuan yang ingin dicapai
dari tugas akhir ini.
1.4.1 Tujuan Umum
Pembuatan modul laboratorium inkubator bakteri dilengkapi
pengatur suhu dan timer berbasis mikrokontroler ATMega8535.
1.4.2 Tujuan Khusus
Setelah menganalisa permasalahan yang ada, tujuan khusus
1. Membuat rangkaian sensor suhu 37˚Cmenggunakan sensor LM35.
2. Membuat rangkaian driver heater.
3. Membuat program pengatur waktu.
4. Membuat rangkaian display menggunakan LCD karakter 2x16
5. Melakukan uji fungsi suhu.
1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis
Dapat meningkatkan wawasan/ilmu pengetahuan dalam bidang
Teknik Elektromedik khususnya dibagian alat laboratorium inkubator
bakteri sebagai referensi peneliti selanjutnya.
1.5.2 Manfaat Praktis
Dapat mempermudah proses inkubasi perkembangbiakan suatu
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kajian Pustaka
Bakteri adalah kelompok organisme yang tidak memiliki membran
inti sel. Organisme ini termasuk ke dalam domain prokariota dan berukuran
sangat kecil (mikroskopik), serta memiliki peran besar dalam kehidupan di
bumi. Beberapa kelompok bakteri dikenal sebagai agen penyebab infeksi
dan penyakit, sedangkan kelompok lainnya dapat memberikan manfaat
dibidang pangan, pengobatan, dan industri. Struktur sel bakteri relatif
sederhana: tanpa nukleus/inti sel, kerangka sel, dan organel-organel lain seperti mitokondria (tempat berlangsungnya fungsi respirasi sel makhluk
hidup) dan kloroplas. Dalam menganalisa bakteri dilakukan dengan cara
mengambil sampel pada titik-titik proses tertentu dan melihat berapa banyak
bakteri yang tumbuh di tempat tersebut. Pada proses ini diperlukan suatu
media inkubator bakteri dimana mempunyai suhu ruang 37˚C (suhu
optimum). Oleh karena itu, Inkubator yang dibutuhkan untuk menginkubasi
harus dilengkapi dengan pengatur suhu dan pengatur waktu (Anonim, 2015).
Pada penelitian sebelumnya telah dibuat alat yang mampu
menginkubasi bakteri dengan memanfaatkan PLC (Programable Logic
Control) oleh Gigil Yudhanto dan Chomsyarini. Penelitian tersebut dirancang dengan mengkombinasikan berbagai komponen seperti PLC
sebagai pengendali suhu dan komponen pelengkap yang lain menggunakan
pengatur durasi bekerjanya alatnya selama 2x24 jam. Jadi, penelitian
tersebut memiliki kekurangan yaitu menggunakan sisematik yang rumit dan
sulit untuk dipelajari (Purbonoto et al,2011).
Triyas Yuhendar S (2011), pada penelitiannya membuat inkubator
bebasis Microcontrolleri AVR ATMega8535. Prinsip kerja alat tersebut adalah memanfaatkan sensor LM35 sebagai pengendali suhu yang digunakan untuk menginkubasi darah dan driver pemanasnya menggunakan
relay. ATMega 8535 sebagai pengendali sensor LM 35 yang akan ditampilkanpada LCD Karakter 2x16. Namun, dalam penelitian tersebut
tidak menggunakan timer, dan suhu yang ditampilkan hanya 2 digit (Setiawan, 2011).
2.2 Dasar Teori
2.2.1 Pengaruh Suhu
Suhu berperan penting dalam mengatur jalannya reaksi
metabolisme bagi semua makhluk hidup. Khususnya bagi bakteri,
suhu lingkungan yang berada lebih tinggi dari suhu yang dapat
ditoleransi akan menyebabkan denaturasi protein dan komponen sel esensial lainnya sehingga sel akan mati. Demikian pula bila suhu lingkungannya berada di bawah batas toleransi, membran sitoplasma tidak akan berwujud cair sehingga transportasi nutrisi akan terhambat
dan proses kehidupan sel akan terhenti.
Berdasarkan kisaran suhu aktivitasnya, bakteri dibagi menjadi 4
7
suhu antara 0°–30 °C, dengan suhu optimum 15 °C. Bakteri mesofil, yaitu bakteri yang hidup di daerah suhu antara 15°-55 °C, dengan suhu
optimum 25°–40 °C. Bakteri termofil, yaitu bakteri yang dapat hidup di daerah suhu tinggi antara 40°–75 °C, dengan suhu optimum 50-65
°C. Dan bakteri hipertermofil, yaitu bakteri yang hidup pada kisaran suhu 65 - 114 °C, dengan suhu optimum 88 °C.
Bakteri memberikan manfaat dibidang kesehatan yaitu
antibiotik. Antibiotik merupakan zat yang dihasilkan oleh
mikroorganisme dan mempunyai daya hambat terhadap kegiatan
mikroorganisme lain dan senyawa ini banyak digunakan dalam
menyembuhkan suatu penyakit. Beberapa bakteri yang menghasilkan
antibiotik adalah Streptomyces griseus, menghasilkan antibiotik streptomycin, Streptomyces aureofaciens, menghasilkan antibiotik tetracycline, Streptomyces venezuelae, menghasilkan antibiotik chloramphenicol, Penicillium, menghasilkan antibiotik penisilin dan Bacillus polymyxa, menghasilkan antibiotik polymixin.
Terlepas dari prosesnya dalam menghasilkan antibiotik, banyak
jenis bakteri yang justru bersifat patogen. Pada manusia, beberapa jenis bakteri yang sering kali menjadi agen penyebab penyakit adalah
Brucella abortus yang menyebabkan brucellosis pada sapi dan Bacillus anthracis yang menyebabkan antraks. Untuk infeksi pada tanaman yang umum dikenal adalah Xanthomonas oryzae yang menyerang pucuk batang padi dan Erwinia amylovora yang menyebabkan busuk pada buah-buahan (Anonim, 2015).
Mesofilik: suhu optimum 37 °C. Suhu ini merupakan suhu normal gudang atau suhu kamar. Berikut merupakan contoh
mikroorganisme yang hidup pada suhu mesofil.
1. Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus (Staphylococcus pyogenes) merupakan kokus gram positif, berbentuk lonjong atau bulat, tidak
bergerak, tidak bersimpai dan tidak berspora. Tersusun dalam
kelompok seperti buah anggur. S. aureus bersifat anaerob dan
tumbuh dengan baik pada temperatur optimum 37˚C dan pH 7,4.
Pada perbiakan cair, S. aureus menyebabkan kekeruhan merata dan
memperlihatkan pertumbuhan khas berupa endapan di dasar
tabung. S. aureus merupakan salah satu kuman yang cukup kebal di
antara organisme-organisme tak berspora. Tahan dipanaskan pada
60˚C selama 30 menit (Gupte, 1990). Sumber lain mengatakan
bahwa temperatur optimum 30-37˚C, range 6-48˚C.
2. Streptococcus
Sel yang berbentuk bola sampai lonjong, berdiameter kurang
9
ditumbuhkan dalam medium cair. Kadang-kadang terdapat galur
motil dalam kelompok serologi D. gram positif. Kemoorganotrof, metabolisme fermentatif, anaerobik faultatif. Persyaratan nutrisi mnimumnya biasanya kompleks (namun beragam). Suhu optimum
sekitar 37˚C. Kandungan G+ C DNA berkisar dari 33 sampai 42
mol%. Tidak semua strepkokus menyebabkkan penyakit. Beberapa
merupakan anggota anggota mikrobiota normal, dan bahkan
berguna dalam pembuatan produk-produk makanan tertentu seperti
keju “cheddar“. Spesies S. Pyogenesis.
3. Neisseria
Kokus, berdiameter 0,6 sampai 1,0µm, terdapat tunggal tapi sering berpasangan dengan sisi-sisi yang bersebelahan mendatar.
Membelah pada dua bidang yang tegak lurus satu dengan yang
lainnya, terkadang mengakibatkan pembentukan tetrad. Tidak membentuk endospora. Nonmotil. Dapat mempunyai kapsul atau
fimbrie. Gram negatif, kemoorganotrofik. Menggunakan beberapa karbohidrat. Aerobik/ anaerobik fakultatif. Suhu optimum sekitar
37˚C. Parasit pada selaput lendir mamalia. Spesies tipe: N.
Gonorrhoeae (Pelczar et al, 2008) 2.2.2 Sensor LM35
Sensor suhu IC LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik
terkemas dalam bentuk Integrated Circuit. Sensor ini mempunyai koefisien sebesar 10 mV/°C yang berarti bahwa setiap kenaikan suhu
1°C maka akan terjadi kenaikan tegangan sebesar 10 mV. LM35 tidak
memerlukan pengkalibrasian atau penyetingan dari luar karena
ketelitiannya sampai lebih kurang seperempat derajat celcius. Pada komponen ini mempunyai jangkauan (range) pengukuran suhu yang
cukup besar, dari suhu –55°C sampai 150°C, serta tingkat ketelitian
pengukuran cukup tinggi. Setiap perubahan suhu 1°C tegangan
keluaran berubah sebesar 0,01 volt (10 mV). Komponen ini bekerja
pada arus 450 mA sampai 5 mA serta mempunyai impedansi masukan
kurang dari 1W.
Gambar 2.1 IC sensor suhu LM 35
Gambar 2.1 menunjukan bentuk dari LM35 tampak depan dan
tampak bawah. Tiga pin LM35 menujukan fungsi masing-masing pin
diantaranya, pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari
LM35, pin 2 atau tengah digunakan sebagai tegangan keluaran atau
11
dengan tegangan operasi sensor LM35 yang dapat digunakan antar 4
Volt sampai 30 Volt. Keluaran sensor ini akan naik sebesar 10 mV
setiap derajad celcius sehingga diperoleh persamaan sebagai berikut :
VLM35= Suhu*10 mV/ oC (2.1)
Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan
sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat ditempelkan
dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi
suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01°C karena terserap pada
suhu permukaan tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih
antara suhu udara dan suhu permukaan dapat dideteksi oleh sensor
LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu udara disekitarnya
jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka
LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya .
Jarak yang jauh diperlukan penghubung yang tidak terpengaruh
oleh interferensi dari luar, dengan demikian digunakan kabel selubung
yang ditanahkan sehingga dapat bertindak sebagai suatu antenna
penerima dan simpangan didalamnya, juga dapat bertindak sebagai
perata arus yang mengkoreksi pada kasus yang sedemikian, dengan
mengunakan metode bypass kapasitor dari Vin untuk ditanahkan.
1. Memiliki sensitivitas suhu, dengan faktor skala linier antara
tegangan dan suhu 10 mVolt/ºC, sehingga dapat dikalibrasi
langsung dalam celsius.
2. Memiliki ketepatan atau akurasi kalibrasi yaitu 0,5ºC pada suhu 25
ºC.
3. Memiliki jangkauan maksimal operasi suhu antara -55 ºC sampai
+150 ºC.
4. Bekerja pada tegangan 4 sampai 30 volt.
5. Memiliki arus rendah yaitu kurang dari 60 µA.
6. Memiliki pemanasan sendiri yang rendah (low-heating) yaitu
kurang dari 0,1 ºC pada udara diam.
7. Memiliki impedansi keluaran yang rendah yaitu 0,1 W untuk beban
1 mA.
8. Memiliki ketidaklinieran hanya sekitar ± ¼ ºC.
Adapun kelebihan dari sensor suhu IC LM35 antara lain rentang suhu yang jauh, antara -55 sampai +150ºC, Low self-heating,
sebesar 0.08 ºC, dan beroperasi pada tegangan 4 sampai 30 V.
Rangkaian yang digunakan menjadi sederhana serta tidak memerlukan
pengkondisian sinyal.
2.2.3 IC Microcontroller ATMega8535
13
memori, dan berbagai fitur, microcontroller menjadi pilihan dalam aplikasi prosesor mini untuk pengendalian skala kecil (Iswanto, 2008).
ATMega8535 buatan Atmel yang menggunakan arsitektur
RISC (reduced instruction set computer), yang artinya prosesor
tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit
dibandingkan dengan MCS-51 yang menerapkan arsitektur CISC
(complex instruction set computer). Instruksi prosesor RISC hampir
semuanya adalah instruksi dasar (belum tentu sederhana), sehingga
instruksi-instruksi ini umumnya hanya memerlukan 1 siklus mesin
untuk menjalankannya, kecuali instruksi percabangan yang
membutuhkan 2 siklus mesin. RISC biasanya dibuat dengan arsitektur
Harvard, karena arsitektur ini yang memungkinkan untuk membuat
eksekusi instruksi selesai dikerjakan dalam 1 atau 2 siklus mesin,
sehingga akan semakin cepat dan handal. Proses downloading
programnya relatif lebih mudah, karena dapat dilakukan langsung
pada sistemnya.
Microcontroller ATMega8535 memerlukan minimal catu daya 5V clock dan reset untuk dapat bekerja. Sumber clock diperoleh dari sebuah kristal 12Mhz yang dipasang pada kaki 12 dan 13 IC
terhubung pada VCC (+5V) digunakan pull-up, yaitu untuk mempertahankan nilai 1 high) pada kaki reset (ISWANTO et al. 2011).
Microcontroller ATMega 8535 memiliki beberapa fitur atau spesifikasi yang menjadikannya sebuah solusi pengendali yang efektif
untuk berbagai keperluan. Fitur-fitur tersebut antara lain (Budiharto &
Widodo. 2011):
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yang terdiri atas Port A, B, Cdan D
2. ADC (Analog to Digital Converter)
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan perbandingan
4. CPU yang terdiri atas 32 register
5. Watchdog Timer dengan osilator internal 6. SRAM sebesar 512 byte
7. Memori Flash sebesar 8kb dengan kemampuan read while write
8. Unit Interupsi Internal dan External
9. Port antar muka SPI untuk men-download program ke flash 10.EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi
11.Antarmuka komparator analog.
12.Port USART untuk komunikasi serial.
Gambar 2.2 menunjukkan bentuk fisik microcontroller ATMega8535.
15
Konfigurasi pin ATMega8535 dapat ditunjukkan oleh Gambar
2.3 pin-pin pada ATMega 8535 dengan kemasan 40-pin DIP (dual
inline package). Kemasan pin tersebut terdiri dari 4 Port yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D yang masing-masing Port terdiri dari 8
buah pin. Selain itu juga terdapat RESET, VCC, GND 2 buah, VCC,
AVCC, XTAL1, XTAL2 dan AREF (Iswanto & Raharja, 2015).
Gambar 2.3 Konfigurasi pin ATMega8535.
Secara umum konfigurasi dan fungsi pin ATMega8535 dapat dijelaskan sebagai berikut:
1. VCC Input sumber tegangan (+) 2. GND Ground (-)
3. Port A (PA7 … PA0) Berfungsi sebagai input analog dari ADC (Analog to Digital Converter). Port ini juga berfungsi sebagai port
4. Port B (PB7 … PB0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PB5, PB6 dan PB7 juga berfungsi sebagai MOSI, MISO dan SCK
yang dipergunakan pada proses downloading. Fungsi lain port ini
selengkapnya bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR
ATMega8535”.
5. Port C (PC7 … PC0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Fungsi lain port ini selengkapnya bisa dibaca pada buku petunjuk ”AVR
ATMega8535”.
6. Port D (PD7 … PD0) Berfungsi sebagai port I/O dua arah. Port PD0 dan PD1 juga berfungsi sebagai RXD dan TXD, yang
dipergunakan untuk komunikasi serial. Fungsi lain port ini
selengkapnya bisa dibaca pad a buku petunjuk ”AVR
ATMega8535”.
7. RESET Input reset.
8. XTAL1 Input ke amplifier inverting osilator dan input ke sirkuit clock internal.
9. XTAL2 Output dari amplifier inverting osilator. 10.AVCC Input tegangan untuk Port A dan ADC. 11.AREF Tegangan referensi untuk ADC.
17
memiliki tiga buah timer, yaitu Timer/Counter0 (8 bit), Timer/Counter1 (16 bit), dan Timer/Counter3 (16 bit) (Iswanto & Raharja,2015).
2.2.4 Liquid Crystal Display (LCD )
LCD merupakan komponen display yang dapat menampilkan berbagai macam karakter. Gambar 2.4 menunjukan tampilan dari
modul LCD (Triwiyanto, 2013).
Gambar 2.4 Modul LCD karakter 2x16
Tabel 2.4 menunjukan pin dan fungsi dari setiap kaki LCD karakter 2x16 yang nantinya akan dihubung kan pada pin di minimum system.
Tabel 2.1 Pin dan Fungsi Kaki LCD
PIN Name Function
1 VSS Ground voltage
2 VCC +5V
3 VEE Contrast voltage Register Select
Read/ Write, to choose write or read mode 0 = write mode
1 = read mode
Enable
0 = start to lacht data to LCD character 1= disable memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data.
Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN
harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain
19
berlogika high “1”, data yang dikirim adalah data text yang akan ditampilkan pada display LCD. Sebagai contoh, untuk menampilkan
huruf “T” pada layar LCD maka RS harus diset logika high “1”.
Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan
pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada
aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ”0”.
Memori pada LCD atau memori display Data RAM (DDRAM) digunakan untuk menyimpan karakter yang akan
ditampilkan. Semua teks yang kita tuliskan ke modul LCD adalah
disimpan didalam memori ini, dan modul LCD secara berturutan
membaca memori ini untuk menampilkan teks ke modul LCD itu
sendiri. Berikut merupakan gambar lokasi memori diplay LCD karakter 2x16, yang ditunjukkan oleh Gambar 2. 5.
Gambar 2.5. Lokasi memori display LCD karakter 2x16
Pada peta memori tersebut, daerah yang berwarna kuning (
yang anda lihat, jumlahnya sebanyak 16 karakter per baris dengan
dua baris. Angka pada setiap kotak adalah alamat memori yang
bersesuaian dengan posisi dari layar. Demikianlah karakter pertama
di sudut kiri atas adalah menempati alamah 00h. Posisi karakter
berikutnya adalah alamat 01h dan seterusnya.
2.2.5 Heater
Heater atau pemanas yang digunakan pada modul ini mendapakan supply dari tegangan AC. Pemanas ini akan terus bekerja
sesuai dengan pengaturan driver hingga mencapai panas yang dibutuhkan, dalam pencapaian panas ini dikontrol oleh sebuah sistem
kontrol driver heater.
Panas yang dihasilkan oleh heater ini merupakan bentuk dari energi kalor. Makin besar tegangan dan arus serta waktu pada heater yang digunakan, maka akan semakin banyak kalor yang diberikan
ruangan dan akan menghasilkan kenaikkan suhu yang lebih besar dan
begitu pula sebaliknya, jadi dapat diketahui banyak kalor yang
diberikan oleh heater ruangan ditentukan oleh faktor tegangan, arus, dan waktu.
Usaha atau W yang dilakukan untuk memanaskan ruangan
atau suhu oleh heater dapat dirumuskan sebagai berikut :
W= V.I.T (2.2)
21
W = Usaha (Joule)
V =Tegangan(Volt)
I = Arus(Ampere)
T =Waktu(detik)
Energi yang diberikan (W), dapat dibuat dalam satuan kalori,
dimana satu joule sama dengan 0,24 kalori. Berdasarkan persamaan (2.2) dapat diketahui bahwa panas yang dihasilkan sebanding dengan
daya, dan waktu pemanas yang digunakan. Dari daya itu sendiri akan
sebanding dengan perkalian tegangan arus (Anonim, 2005).
2.2.6 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Buzzer terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian
kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet,
kumparan tadi akan tertarik ke dalam atau keluar, tergantung dari arah
arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada
diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan
diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang
akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah
alat (alarm) (Anonim, 2007). Gambar 2.6 menunjukan simbol dan
(a) (b)
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Perancangan Perangkat Keras 3.1.1 Diagram Blok Sistem
Adapun blok diagram sistem dari inkubator bakteri dilengkapi
dengan suhu dan timer berbasis mikrokontroler ATMega8535, dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Gambar 3.1 diagram blok inkubator bakteri
Berdasarkan Gambar 3.1 IC ATMega8535 sebagai pusat
pengendali data input dan output. IC ini akan bekerja berdasarkan dengan kode program yang telah di masukan kedalam IC
Mikrokontroler ini. Kode program tersebut di masukan melalui pin SPI bus master input/ slave output (MISO), SPI bus master output/ slave input (MOSI), dan SPI bus serial clock (SCK ). Data input yang masuk pada IC ATMega8535 yaitu sensor LM 35, Tombol up, down,
enter, reset/silent. Tombol tersebut digunakan untuk mengatur pemilihan menu pada layar LCD. Tombol up untuk menaikan data, tombol down untuk menurunkan data, dan tombol enter mengakses menu yang sudah dipilih. Data yang keluar akan ditampilan oleh LCD
karakter 2x16
3.1.2 Diagram Mekanis Sistem
Berikut merupakan diagram mekanis sistem dari Inkubator
bakteri dilengkapi dengan suhu dan timer berbasis mikrokontroler ATMega8535, dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar a
Gambar b
Gambar 3.2 Diagram Mekanis Inkubator Bakteri
a. Tampak luar
b. Tampak dalam 1
2 3 4 5
25
Pada gambar 3.2 modul inkubator bakteri memiliki volume
25cm x30cm x35cm. Di ruang inkubasi terdapat plate yang digunakan
untuk peletakan heater dan meletakkan cawan petri yang digunakan untuk proses inkubasi bakteri. Berikut fungsi dari tombol-tombol yang
terdapat pada inkubator bakteri, diantaranya:
1. Tombol ON/OFF, berfungsi untuk mematikan dan menyalakan inkubator bakteri.
2. Tombol Up, berfungsi untuk menambah waktu .
3. LCD karakter 2x16, sebagai tampilan dari inkubator bakteri.
4. Tombol Reset, untuk memulai ulang sistem dari inkubator bakteri.
5. Tombol Down, mengurangi waktu
6. Heater 7. Sensor LM35 8. Fan
3.1.3 Rangkaian DriverHeater
Rangkaian driver heater yang digunakan menggunakan MOC3041 dan Triac L4004LT yang ditunjukkan oleh Gambar 3.3.
Rangkaian driver pada modul inkubator bakteri berfungsi sebagai pengkontak dari tegangan DC ke tegangan AC. Komponen
MOC 3041 yang mendapatkan tegangan 5V dari mikrokontroler akan
saturasi (switch ON sehingga berfungsi untuk mengidupkan triac 4004LT dengan kontak AC untuk menghidupkan pemanas. Ketika
MOC3041 tidak mendapatkan tegangan maka triac akan mati karena gate tidak mendapatkan tegangan dari MOC dan pemanas mati (Zigan, 2009).
Pada penggunan resistor untuk driver heater yaitu R1 sama dengan Vs dikurangi Vd yang hasilnya akan dibagi dengan arus,
sehingga R1= (Vs-Vd)/I = (5-1,6)/0,01 = 340 Ohm (Tunggal et al. 2016).
3.1.4 Modul Rangkaian Power Supply
Power supply yang digunakan inkubator bakteri ini menggunakan masukan tegangan sebesar 220V yang kemudian akan
27
Gambar 3.4 Power supply Inkubator Bakteri
Berdasarkan Gambar 3.4 rangkaian power supply menggunakan 2 dioda IN5392 2A yang berfungsi sebagai penyearah
tegangan AC menjadi tegangan DC. Tegangan yang masuk dari
transformator sebesar 6VAC dan 12VAC akan disearahkan sehingga, tegangan yang akan berubah menjadi DC yang kemudian akan
diturunkan oleh IC LM7805 dan 7812. Sehingga tegangan keluaran
dari power supply adalah 5VDC dan 12VDC. Pada modul tegangan 5
VDC akan digunakan untuk mensuplai minimum sistem, serta
tegangan 12 VDC digunakan untuk menyalakan fan.
3.1.5 Rangkaian Sensor LM35
Gambar 3.5 Rangkaian LM35
Berdasarkan Gambar 3.5 rangkaian LM35 mendapatkan
tegangan masukan 5VDC, sehingga membuat sensor aktif. Ketika sensor LM35 mendeteksi suhu sekitar, maka tegangan output di PIN.2
berubah menjadi 10mV setiap terjadi kenaikan suhu 1˚ C pada
chamber. Fungsi rangkaian RC sebagai penyaring sinyal dengan memberikan tekanan/ blok. Berikut perhitungan rangkaian RC dengan
mencari frekuensi cut off:
(3.1)
Jadi, frekuensi cutoff nya adalah 2341, 7010 Hz.
3.1.6 Rangkaian Minimum System
Gambar 3.2 merupakan sistematik gambar minimum sistem
29
Gambar 3.6 Rangkaian minimum sistem
Berdasarkan Gambar 3.6 Spesifikasi rangkaian modul yang diperlukan
adalah:
1. Tegangan kerja maksimum yang dibutuhkan adalah 5VDC dan
Ground yang diambil dari power supply 5VDC.
2. IC mikrokontorler yang digunakan adalah ATMega8535dengan fitur ADC internal dan timer internal.
3. Menggunakan push on PORTB.1, PORTB.2, dan PORT B.3 untuk
pemilihan sistem.
4. Menghubungkan PORT C dengan LCD Karakter2x16 sebagai
tampilan.
3.2 Perancangan Perangkat Lunak 3.2.1 Diagram Alir Proses/Program
Gambar 3.7 menunjukan Diagram Alir dari Inkubator Bakteri.
Gambar 3.7 Diagram Alir Inkubator Bakteri
Berdasarkan Gambar 3.7 saat modul dinyalakan,
mikrokontroler yang mendapatkan tegangan 5VDC power supply akan melakukan inisialisasi LCD lalu program akan bekerja,
31
menyalakan driver heater dan menampilkan data. Kemudian timer
diatur 12, 24 atau 48 jam, setelah suhu 37˚C timer mulai berjalan. Jika
suhu lebih dari 37˚C maka heater mati. Jika waktunya belum tercapai
maka mikrokontroler akan mengendalikan kembali sehingga suhu
tetap 37˚C. Namun, jika waktu telah habis timer OFF dan buzzer akan
menyala sebagai indikator bahwa waktu telah habis, dan proses
1. Memanggil library yang akan digunakan
Listing 3.1 Program memanggil library 2. Melakukan inisialisasi data
Listing 3.2 Program inisialisasi data
3. Mengaktifkan ADC
Listing 3.3 Program mengaktifkan ADC
Berdasarkan Listing 3.3 Proses inisialisasi ADC meliputi
proses penentuan clock, tegangan referensi, format output data, dan mode pembacaan. Register yang perlu diset nilainya adalah ADMUX
(ADC multiplexer selection register), ADCSRA ( ADC control and status register A). ADMUX merupakan register 8 bit yang berfungsi untuk menentukan tegangan referensi ADC, format data output, dan saluran ADC yang digunakan (Iswanto & Raharja, 2015).
4. Program fungsi untuk menyalakan timer
Listing 3.4 Program menyalakan timer
#define ADC_VREF_TYPE 0x40
// 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;
33
Berdasarkan listing 3.4 merupakan konfigurasi timer 1. Untuk timer menjadi counter, maka TCCR1B di isi dengan nilai 0x04. TCCR1B= 0x04 karena sumber clock eksternal pada pin T1 dan
clock pada mencacah naik(Iswanto & Raharja,2015). 5. Program data ADC
Listing 3.5 Program data ADC
6. Program fungsi untuk menampilkan waktu
Listing 3.6 Program menampilkan waktu
7. Program fungsi untuk menghentikan timer.
Listing 3.7 Program menghentikan timer
8. Program mengaktifkan driver heater
Listing 3.8 Program mengaktifkan driver heater
9. Program untuk memanggil setiap fungsi yang dieksekusi
Listing 3.9 Program memanggil fungsi
10.Program untuk mengatur timer
Listing 3.10 Program mengatur timer
void driver_set()
atur_tampilantimer();
35
11.Program untuk mengatur timer (Lanjutan)
Listing 3.11 Program mengatur timer
3.3 Perancangan Pengujian
Pada perancangan pengujian ada beberapa parameter yang akan
diujikan sehingga, mengetahui kondisi modul sesuai dengan diinginkan atau
belum. Berikut merupakan parameter dari modul inkubator bakteri yang
akan diujikan, diantaranya:
3.3.1 Jenis Pengujian
1. Pengukuran suhu menggunakan pembanding termometer
Sensor suhu LM35 berfungsi sebagai pengubah besaran fisis dari suhu menjadi besaran elektris tegangan. Sensor ini memiliki linieritas kenaikan tegangan sebesar 10mV setiap
kenaikan suhu 1˚C. Pengukuran suhu bertujuan untuk mengetahui
seberapa besar error dan standard deviasi yang didapat dari setiap
perubahan suhu yang terjadi.
Pengukuran suhu dilakukan dengan cara membandingkan
suhu tampilan LCD dengan suhu pada termometer dan dilakukan
sebanyak 30 kali pengujian.
2. Pengukuran Tegangan sensor LM35 dengan pembanding perhitungan secara teori
Pengukuran tegangan sensor LM35 bertujuan untuk mengetahui seberapa besar nilai error yang diperoleh jika dibandingkan dengan perhitungan teori.
Pengujian tegangan keluaran sensor LM35 dilakukan dengan cara menghubungkan output sensor dengan positif AVO meter dan ground sensor dengan ground AVO meter. Nilai tegangan yang keluar pada pin2 LM35 menggunakan AVO meter
akan dibandingkan dengan perhitungan secara teori. Karena setiap
kenaikan suhu 1˚C sama dengan 10mV maka, jika nilai suhu di
AVO meter tegangan yang keluar harus 370mV atau 0,37V.
3. Pengukuran waktu menggunakan pembanding pewaktu telepon
37
Timer merupakan fasilitas dari ATMega 8535 yang digunakan untuk perhitungan waktu. Pengujian timer yang dilakukan bertujuan untuk memastikan bahwa timer berfungsi dengan baik. Pada modul inkubator bakteri ini timer digunakan untuk mengatur lamanya proses inkubasi bakteri. Dalam pengujian
ini timer yang diuji akan dibandingkan dengan timer handphone. Ada 2 pengujian dalam pengukuran waktu yaitu setiap 5 menit
sekali dan 1 jam sekali yang masing-masing dilakukan sebanyak 30
kali pengujian.
3.3.2 Pengolahan Data Dalam Pengujian 1. Variabel Penelitian
Variabel yang diteliti dan diamati pada alatinkubator bakteri
ini adalah menggunakan heater sebgai pemanas dan sensor LM35 sebagai pemantau suhu ruangan inkubator.
1) Variabel Bebas
Sebagai Variabel Bebas yaitu suhu dan waktu proses inkubasi.
2) Variabel Tergantung
Sebagai Variabel Tergantung yaitu sensor LM 35.
3) Variabel Terkendali
Variabel terkendali terdiri yaitu IC Mikrokontroler ATMega8535.
2. Sistematika Pengukuran
Setelah melakukan pengukuran modul inkubator bakteri
telah dibuat layak digunakan. Berikut rumus-rumus yang digunakan.
Diantaranya:
1. Rata – rata
Rata–rata adalah bilangan yang di dapat dari hasil pembagian
jumlah nilai data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut.
Rumus rata – rata adalah :
̅ (3.2)
dengan :
̅ = rata-rata
= nilai data
= banyaknya data(1,2,3 ...,n)
2. Simpangan (Error)
Adalah selisih dari rata-rata nilai dari harga yang dikehendaki
dengan nilai yang diukur. Simpangn (error) dirumuskan sebagai berikut :
̅ (3.3)
dengan :
= Nilai error yang dihasilkan
= Rata – rata data DPM
̅ = Rata – rata data modul
39
Adalah nilai persen dari simpangan (error) terhadap nilai yang
dikehendaki dirumuskan sebagai berikut:
̅
(3.4)
dengan :
̅ = rata-rata data kalibrator
= besarnya nilai simpangan atau error dalam %
4. Standart Deviasi
Standart Deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan
dari mean.
Rumus Standart Deviasi adalah :
√ ̅ ̅ ̅
(3.5)
dengan:
= standart deviasi
̅ = rata-rata
=nilai data
40
4.1.1 Pengukuran Suhu pada Ruang Inkubasi
Dalam pengukuran suhu inkubator bakteri, pengujian dilakukan
dengan membandingkan suhu dengan suhu ditermometer. Pengujian ini
dilakukan setiap 1 menit sekali sebanyak 30 kali pengujian. Tabel 4.1
menunjukkan hasil pengukuran suhu yang dilakukan sebanyak 30 kali
pengujian.
Tabel 4.1 Pengukuran Suhu 37 ˚C
Data Ke- Data Suhu di temometer(˚C) Data Suhu modul (˚C)
41
Tabel 4.1 Pengukuran Suhu 37 ˚C pada LCD (Lanjutan)
Data Ke- Data Suhu di temometer(˚C) Data Suhu modul (˚C)
20 36,7 36,62
Tabel 4.1 menjelaskan perubahan suhu tampilan dimodul, yang
didapat dari proses kerja ADC pada ATMega8535 yang ditampilkan oleh
LCD. Berdasarkan data Table 4.1 maka diperoleh hasil analisis pengukuran
suhu 37˚C, seperti dibawah ini:
1. Rata-Rata ̅̅̅
Jadi, Berdasarkan perhitungan rata-rata data modul dari pengukuran
suhu sebesar 36,91 ˚C.
2. Simpangan
Jadi, simpangan dari perhitungan pengukuran suhu sebesar 0,07 ˚C.
3. Persentase Error
43
Jadi,Standard Deviasi dari pengukuran suhu inkubator bakteri sebesar
0,24˚C.
5. Grafik Pengujian Suhu
Pada Tabel 4.1 dapat dilihat perubahan suhu sehingga
menghasilkan Grafik 4.1 yang menunjukkan pengujian suhu 37˚C.
Gambar 4.1 Grafik Pengujian Suhu 37 ˚C
Grafik 4.1 menunjukkan perubahan suhu 37 ˚C di modul
inkubator bakteri, jika dibandingkan dengan data suhu thermometer
keadaan ruang inkubasi. Keadaan suhu di inkubator yang mengalami
penurunan,disebabkan oleh heater yang mati karena suhu telah mencapai 37˚C, dan akan menyala kembali ketika suhu kurang dari 37
˚C. sedangkan penurunan dan kenaikan suhu di thermometer terjadi
karena peletakkannya saat melakukan pengujian.
6. Analisis Data
Data perhitungan statistik suhu 37 ˚C inkubator bakteri terdiri
dari perhitungan rata-rata, simpangan, persentase error, dan standard
deviasi. Hasil pengujian suhu 37 ˚C yang dilakukan sebanyak 30 kali pengujian, diperoleh rata-rata suhu sebesar 36,91 ˚C dengan error sebesar 0,19% dan standard deviasi sebesar 0,24˚C. Berdasarkan nilai
ambang batas pada keselamatan listrik nilai penyimpangan yang
diijinkan pada keluaran kinerja alat inkubator perawatan adalah
sebesar ±1 ˚C, sehingga dapat disimpulkan suhu inkubator yang
digunakan bekerja dengan baik. Karena simpangan yang terjadi pada
pengujian suhu 37 ˚C sebesar 0,07 ˚C .
4.1.2 Pengukuran Tegangan sensor suhu LM35
Pengukuran tegangan pada sensor LM35 dilakukan dengan menggunakan test point dengan menghubungkan keluaran dan ground
sensor LM35 dan AVOmeter. Berikut data pengukuran tegangan sensor LM35 ditunjukakkan Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Pengukuran tegangan sensor suhu LM35 pada suhu 37˚C atau setara dengan 370 mV.
45
Tabel 4.2 Pengukuran tegangan sensor suhu LM35 pada suhu 37˚C (lanjutan)
Data Ke- Data tegangan suhu(mV)
Berdasarkan data Tabel 4.2 maka diperoleh hasil analisis
pengukuran tegangan seperti dibawah ini:
Jadi, nilai rata-rata dari pengukuran tegangan sensor suhu LM35 sebesar 370,47 mV.
2. Simpangan
Jadi, nilai simpangan dari pengukuran tegangan sensor suhu LM35 sebesar 0,47mV.
3. Persentase Error
47
Jadi, nilai standard deviasi dari pengukuran suhu LM35 sebesar 2,11mV.
5. Grafik Pengujian Tegangan sensor LM35
Gambar 4.2 Grafik Pengujian Tegangan sensor LM35
Berdasarkan Gambar 4.2 Grafik Pengujian Tegangan sensor LM35 menunjukkan perubahan tegangan pada setiap percobaan,
dengan rata-rata perubahan 370,47mV.
6. Analisis Data
Data perhitungan statistik tegangan sensor LM35 Inkubator bakteri terdiri dari perhitungan rata-rata, simpangan, persentase error,
dan standard deviasi. Hasil pengujian tegangan yang dilakukan sebanyak 30 kali pengujian, diperoleh error sebesar 0,127 % dan standard deviasi sebesar 2,11 mV.
4.1.3 Pengukuran Timer dengan stopwatch
Pengukuran Timer dengan stopwatch dilakukan dengan menggunakan dua waktu yaitu waktu 1 jam dan 5 menit dimana
Grafik Pengujian Tegangan
Sensor
LM35
masing-masing dilakukan sebanyak 30 kali percobaan, berikut
hasilnya:
Tabel 4.3 Pengukuran timer dengan stopwatch pada waktu 5 menit
Data
Ke- Data timer di stopwatch (detik)
49
Tabel 4.3 Pengukuran timer dengan stopwatch pada waktu 5 menit(lanjutan)
Data Ke-
Data timer di stopwatch (detik) Data Timer di LCD (detik)
Jadi, nilai rata-rata tegangan sensor LM35 adalah 301 detik
2. Simpangan
Jadi, nilai simpangan tegangan sensor LM35 adalah 1 detik.
3. Presentase Error
Jadi, nilai error tegangan sensor LM35 adalah 0,33%
Jadi, nilai standard deviasi dari tegangan sensor LM35 adalah 0.
5. Grafik Pengujian waktu 5 menit
Gambar 4.3 Grafik Pengujian timer 5 menit
Gambar 4.3 menunjukkan Grafik Pengujian waktu selama 5
menit. Dapat dilihat bahwa pada data pengujian timer terjadi perubahan yang significant dimana waktu berjalan linier dengan nilai
299.5
Grafik Pengujian
timer
5 menit
51
simpangan rata-rata 1 jika dibandingkan dengan data timer pada stopwatch.
6. Analisis Data
Perhitungan data statistik pegujian timer selama 5 menit terdiri
dari rata-rata, simpangan, persentase error, dan standard deviasi. Yaitu sebesar 301 detik untuk rata- rata, simpangan 1, 0,33% untuk
persentase errornya, dan standard deviasinya 0. Jadi, dapat disimpulkan bahwa timer yang digunakan pada modul inkubator bakteri telah bekerja dengan baik.
Tabel 4.4 Pengukuran Timer dengan stopwatch pada waktu 1 jam
Tabel 4.4 Pengukuran Timer dengan stopwatch pada waktu 1 jam (lanjut)
Data Ke- Data timer di stopwatch (detik)
jam adalah 3601 detik.
2. Simpangan
Jadi, nilai simpangan pengujian timer selama 1 jam adalah 1 detik.
3. Presentase Error
53
Jadi, nilai persentase error dari pengujian timer selama 1 jam adalah
0,02778%.
5. Grafik Pengujian timer 1 jam
Gambar 4.4 Grafik Pengujian timer1 jam
Gambar 4.3 menunjukkan Grafik Pengujian waktu selama 1
jam. Dapat dilihat bahwa pada data pengujian timer terjadi perubahan yang significant dimana waktu berjalan linier dengan nilai simpangan rata-rata 1 jika dibandingkan dengan data timer pada stopwatch.
6. Analisis Data
Perhitungan data statistik pegujian timer selama 1 jam teridiri dari rata-rata, simpangan, persentase error, dan standard deviasi. Yaitu sebesar 3601 detik untuk rata- rata, simpangan 1, 0,02778%
untuk persentase errornya, dan standard deviasinya 0. Jadi, dapat disimpulkan bahwa timer yang digunakan pada modul inkubator bakteri telah bekerja dengan baik.
4.2Pembahasan
Dari keseluruhan data yang telah diperoreh, berikut hasil perhitungan,
dapat dilihat pada Tabel 4.5.
3599 3600 3601 3602
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Pengujian
timer
1 jam
55
Tabel 4.5 Hasil Analisis Pengukuran Modul Inkubator Bakteri
No Jenis
Pada Table 4.5 menunjukkan hasil analisis pengukuran modul inkubator bakteri bahwa modul yang telah dirancang menghasilkan error sebesar 0,19% pada pengujian suhu 37 ˚C pada modul serta standar deviasi sebesar 0,24 ˚C. Untuk error pengujian tegangan sensor LM35 adalah 0,0013% serta 2,112mV untuk standar deviasinya.
4.2.1 Kinerja Alat
Setelah melakukan proses pembuatan, perencanaan, pengujian
alat dan perhitungan maka, penulis dapat menyimpulkan sebagai
berikut:
grafik tidak linier, namun rata-rata modul dan pembanding
memiliki 0,19% error dan 0,24 ˚C standard deviasi. Menurut nilai ambang batas pada keselamatan listrik nilai penyimpangan yang
diijinkan pada keluaran kinerja alat inkubator perawatan adalah
sebesar ±1 ˚C. sehingga dapat disimpulkan suhu inkubator yang
digunakan bekerja dengan baik. Karena simpangan yang terjadi
pada pengujian suhu 37 ˚C sebesar 0,07 ˚C .
2. Tegangan yang keluar pada sensor LM35 pada setiap percobaan memiliki error yang sangat kecil yaitu 0,0013%. Dan standard deviasi sebesar 2,117mV. Jadi, jika dibandingkan dengan alat ukur selisih modul hanya sebesar 0,47mV atau jika 1 ˚C sama dengan
10mV maka selisih suhu yang terdeteksi kisaran 0,47 ˚C,
sedangkan ambang batas suhu inkubator bakteri adalah ±0,5 ˚C.
3. Timer yang digunakan setelah dilakukan pengujian menghasilkan error 0,33% untuk waktu 5 menit dan 0,027 % untuk waktu pengujian 1 jam. Sedangkan untuk standar deviasinya adalah 0 detik. Jadi timer yang digunakan bekerja cukup efektif karena, jika dalam waktu yang kecil saja timer bekerja dengan baik maka untuk
waktu lama juga akan bekerja dengan baik, hal tersebut telah diuji
dengan pengujian selama 30 jam.
4. Berdasarkan dari kesimpulan diatas maka dapat dikatakan modul
57
ATMega8535” berfungsi dengan baik dan memenuhi prasyarat
sebagai alat laboratorium.
4.2.2 Kelebihan Modul Inkubator Bakteri
Adapun kelebihan dari Inkubator bakteri, diantaranya:
1. Menggunakan chip mikrokontroler ATMega8535 sebagai pengendali , dengan harga yang terjangkau.
2. Menggunakan buzzer sebagai penanda waktu telah habis.
3. Timer yang digunakan mempunyai error dan standar deviasi yang sangat kecil sehingga efisien jika digunakan.
4.2.3 Kekurangan Modul Inkubator Bakteri
Dalam pembuatan modul masih ada banyak kekurangan,
maka dari itu penulis berharap kelak kekurang yang ada dapat
diperbaiki dan dikembangkan agar menjadi lebih sempurna.
Kekurangan dari modul diantaranya:
1. Pembacaan suhu ruang memiliki error yang kecil, tetapi jika dilihat dari grafiknya masih terjadi gelombang yang kurang baik
atau tidak linier.
2. Perubahan suhu yang tidak stabil pada tampilan LCD.
58 BAB V PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Setelah melakukan proses pembuatan, pengujian, pengukuran dan
analisa data dapat disimpulkan bahwa:
1. Rangkaian sensor suhu LM35 dapat berfungsi dengan keluaran rata-rata 370.42 mV atau 0.37V.
2. Rangkaian driver heater mampu mengaktifkan heater yang digunakan dalam modul ini, dengan kendali dari mikrokontroler dan tegangan masukan 5,29V.
3. Pengatur timer dapat berfungsi dengan baik setelah dilakukan pengujian selama 5 menit dan 1 jam sebanyak 30 kali pengujian.
4. LCD yang telah dihubungkan dengan mikrokontroler dapat berfungsi dengan baik sehingga dapat menampilkan suhu dan pewaktu secara
realtime.
5. Hasil pengukuran timer selama 1 jam menghasilkan nilai error yaitu
0,027%, sedangkan nilai error suhu sebesar 0,19% dan 0,0013% untuk
error tegangan sensor LM35.
5.2 SARAN
Setelah melakukan proses pembuatan, pengujian, pengukuran dan
analisa data penulis memberikan saran sebagai pengembangan peneliti ,
59
1. Membuat rangkaian suhu yang lebih stabil supaya mendapatkan hasil
yang efektif
2. Menambahkan range suhu supaya dapat digunakan untuk bakteri jenis
lain.
3. Menambahkan sensor pada pintu modul sehingga ketika terjadi kebocoran dapat terdeteksi.
4. Menambahkan range waktu yang lebih lama.
Anonim.2007. Buzzer. http://elektronika-elektronika.blogspot.co.id/2007/04/buzzer.html?m=1 (diakses pada 14 Agustus 2015 pukul 11:01WIB)
Anonim,2015.Bakteri.https://id.wikipedia.org/wiki/Bakteri/2015/06 (diakses pada 17 Agustus 2015 pukul 14:59 WIB)
Budiharto, Widodo. 2011.Aneka Proyek Mikrokontroler. Yogyakarta:Graha Ilmu
Iswanto, 2008. Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontroler ATMEGA8535 dengan Bahasa Basic, Yogyakarta: Gava Media.
ISWANTO, JAMAL, A. & SETIADY, F., 2011. Implementasi Telepon Seluler sebagai Kendali Lampu Jarak Jauh. Jurnal Ilmiah Semesta Teknika, 14(1), pp.81–85.
Iswanto& Raharja,N.m., 2015.Mikrokontroler: Teori dan Praktik Atmega 16 dengan Bahasa C, Penerbit Deepublish.
Pelczar,M.J and other. 2008,Dasar-dasar Mikrobiologi.Jilid pertama.Universitas Indonesia(UI-Press).Jakarta
Pelczar,M.J and other. 2008,Dasar-dasar Mikrobiologi.Jilid kedua.Universitas Indonesia(UI-Press).Jakarta
Purbonoto,G, Chomsyarini.2011. Peracangan dan Pembuatan Inkubator Bakteri Untuk Mengetahui Jumlah Bakteri dalam Proses Pembuatan Kertas Mengunakan PLC.ITS Library. Surabaya
Setiawan, TY.2011.Perancangan Inkubator Berbasis Mikrokontroler AVR ATMega8535. Politeknik Muhammadiyah Yogyakarta.Yogyakarta.
Tunggal, T.P., Latif, A. & Iswanto, 2016. Low-cost portable heart rate monitoring based on photoplethysmography and decision tree. In ADVANCES OF SCIENCE AND TECHNOLOGY FOR SOCIETY: Proceedings of the 1st International Conference on Science and Technology 2015 (ICST-2015). p.
090004. Available at:
Triwiyanto.2013. Modul Pelatihan Mikrokontroler AVR. Poltekkes Kemenkes Surabaya. Surabaya.