RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI FORMALIN PADA MAKANAN DENGAN SENSOR HCHO BERBASIS ARDUINO
TUGAS AKHIR
FIRMAN DANIEL SITOHANG 162408003
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI FORMALIN PADA MAKANAN DENGAN SENSOR HCHO BERBASIS ARDUINO
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya
FIRMAN DANIEL SITOHANG 162408003
PROGRAM STUDI D-3 FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2019
PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul : Rancang Bangun Alat Pendeteksi Formalin Pada Makanan Dengan Sensor HCHO Berbasis Arduino
Kategori : Tugas Akhir
Nama : Firman Daniel Sitohang
Nomor Induk Mahasiswa : 162408003 Program Studi : D-III Fisika
Departemen : Fisika
Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Disetujui di Medan, Juli 2019
PERNYATAAN ORISINALITAS
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI FORMALIN PADA MAKANAN DENGAN SENSOR HCHO BERBASIS ARDUINO
TUGAS AKHIR
Saya menyatakan bahwa laporan proyek ini adalah hasil karya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2019
Firman Daniel Sitohang 162408003
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang dengan limpah karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini dengan judul Sistem Otomatis Kendali Lampu Dan Pagar Memanfaatkan Sensor Suara Berbasis Arduino Uno.
Dalam melaksanakan penulisan laporan ini, penulis telah banyak mendapatkan bimbingan dan bantuan dari banyak pihak, baik berupa material, informasi baik secara langsung maupun tidak langsung. Penulis mengucapkan terimkasih paa orangtua penulis yaitu Bapak H. Hulu dan Ibu M. Purba yang senantiasa memberikan dukungan baik semangat, materi dan doa. Penulis juga mengucapkan terimakasih pada :
1. Bapak Dr. Kerista Sebayang,M.S selaku Dekan Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
2. Bapak Drs. Takdir Tamba,M.Eng.Sc selaku Ketua Program Studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 3. Bapak Drs. Aditia Warman, M.Si selaku sekretaris program studi D-3 Fisika
Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara 4. Bapak Dr.Kerista Tarigan,M,Eng.SC.selaku pembimbing yang telah
meluangkan waktunya selama penyusunan laporan tugas akhir ini.
5. Seluruh Staf Pengajar/Pegawai Program studi D-3 Fisika Fakultas Matematika dan Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara
Medan, Juli 2019
Firman Daniel Sitohang
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI FORMALIN PADA MAKANAN DENGAN SENSOR HCHO BERBASIS ARDUINO
ABSTRAK
Bahayanya formalin bagi kesehatan manusia mengharuskan kita untuk dapat megetahui apakah ada kandungan formalin yang dipakai umumnya untuk mengawetkan makanan tidak. Penyalahgunaan ini harusnya dapat diketahui dengan mudah. Untuk itu perlunya alat yang dapat mendeteksi kandungan formalin pada makanan. Penggunaan sensor gas adalah cara tercepat untuk formalin yang dipakai pada makanan karena tidak diperlukan proses kimia yang tidak instan. Sensor gas HCHO dipakai sebagai piranti mengecap gas hidrogen lalu merubahnya menjadi nilai digital atau sinyal elektrik dan mengirimmya ke arduino untuk diolah dan diproses menjadi satuan konsentrasi gas dalam part per million (ppm). Dengan metode dapat diketahui dengan praktis penyalahgunaan formalin pada makanan.
Kata kunci :formalin, hcho, ppm, arduino
BUILD FORMALIN DETECTION DEVICE AT FOOD WITH ARDUINO BASED HCHO SENSOR
ABSTRACT
The danger of formalin for human health requires us to be able to know whether there is a formalin content used generally to preserve food or not. This abuse should be known easily. For this reason, the need for a device that can detect formalin in food. The use of gas sensors is the fastest way to formalin used in food because it does not require an instant chemical process. The HCHO gas sensor is used as a device to taste hydrogen gas and then convert it into a digital value or electrical signal and send it to Arduino to be processed and processed into a gas concentration unit in parts per million (ppm). With the method, it can be known practically formalin abuse in food.
Keywords: formalin, hcho, ppm, arduino
DAFTAR ISI
Halaman
PENGESAHAN LAPORAN TUGAS AKHIR i
PERNYATAAN ii
ABSTRAK iii
ABSTRACK iv
PENGHARGAAN v
DAFTAR ISI vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL vii
BAB 1 PENDAHULUAN 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Rumusan Masalah 2
1.3 Tujuan Penelitian 2
1.4 Batasan Masalah 2
1.5 Manfaat Penelitian 3
1.6 Metodologi 3
1.7 Sistematika Penulisan 4
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Sensor HCHO 5
2.2 Formalin 6
2.2.1 Bahaya Formalin 7
2.2.2 Formalin Berupa Gas 8
2.2.3.Formalin Berupa Uap ``` 9
2.3 Mikrokontroler 9
2.4 Arduino Uno 10 2.4.1 Pengenalan 10
2.4.2 Sejarah Arduino 11
2.4.3 Hardware 12
2.4.4 Software Arduino 13
2.4.5 Melakukan Penginstalan Arduino Pada Komputer 16
2.4.6 Melakukan Penginstalan Driver Untuk Windows 17
2.4.7 Melakukan Pengujian Pada Papan Arduino 18
2.5 LCD (Liquid Crystal Display) 22
2.5.1 Cara Kerja LCD 24
2.6.Buzzer 26
2.7.Module Bluetooth HC-05 27
BAB 3 PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI 31 3.1 Tempat Penelitian 31
3.2 Diagram Blok 31
3.3 Rancangan Sistem 32
3.3.1 Rangkaian Sensor HCHO 32
3.3.2 Rangkaian Buzzer 32
3.3.3 Rangkaian LCD 34
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 35 3.3.5 Rangkaian Module Bluetooth HC-05 36
3.3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem 38
3.4 Diagram Alir 39
BAB 4 HASIL DAN PENGUJIAN 40
4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 40
4.2 Pengujian Rangkaian LCD 41
4.3. Pengujian Sensor HCHO 43
4.4.Pengujian Buzzer 43
4.5 Pengujian Keseluruhan pada alat 44
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 45
5.1.Kesimpulan 46
5.2.Saran 47 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Nomor Judul Halaman
Tabel
2.5 Deskripsi Pin Pada LCD 24
3.1. Pengujian Arduino 40
3.2 Pengujian LCD 42
3.3 Pengujian Sensor HCHO 43 4.4 Pengujian Buzzer 43
4.3.1. Tabel Pengujian Pada Makanan Yang Tidak Terdeteksi Formalin 44
4.3.2 Tabel Pengujian Pada Makanan Yang Terdeteksi Formalin 45
4.4 Pengujian Buzzer 45
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul Halaman
Gambar
2.1 Sensor HCHO 6
2.2 Bagian Mikrokontroler 8
2.3. Hardware Arduino 12
2.4 LCD (Liquid Crystal Display) 23
2.5 Buzzer 25 3.1 Diagram Blok 31
3.2 Rangkaian HCHO 32
3.3 Rangkaian Buzzer 32
3.4 Rangkaian LCD 33
3.5 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 34
3.6 Rangkaian Module Bluetooth 36
3.7 Rangkaian Keseluruhan Sistem 38 3.9 Diagram Alir 39
3.9 Pengujian LCD 42 4.0. Alat Penulis 46
4.1 Formaldehyde Meter 46
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kasus penyalahgunaan formalin sebagai bahan pengawet makanan banyak dilakukan di Indonesia. Hasil uji Badan Pengawas Obat dan Makanan (BPOM) menyatakan dari 700 sampel produk makanan yang di ambil dari Jawa, Sulawesi Selatan dan Lampung, 56% mengandung formalin (BPOM, 2005). Bahaya dari penyalahgunaan formalin sebagai bahan pengawet makanan perlu adanya perhatian khusus, karena penggunaan formalin sebagai bahan pengawet makanan dapat menyebabkan beberapa penyakit, diantaranya efek kesehatan manusia langsung terlihat akut seperti (iritasi, alergi, mual, muntah, sakit perut dan pusing), dan efek kronik yaitu efek pada kesehatan manusia terlihat dalam waktu yang lama dan berulang, seperti gangguan pencernaan, hati, ginjal, pankreas, sistem saraf pusat (Handayani, 2006).
Perlu adanya penanganan khusus dari kasus diatas dan perlu adanya kewaspadaan masyarakat terhadap penyalahgunaan formalin yang terus meningkat di Indonesia. Hal tersebut dilandasi karena batas konsumsi bahan makanan yang mengandung formalin menurut International Programme on Chemical Safety (IPCS) untuk orang dewasa adalah 1,5 – 14 mg perhari atau dalam satu hari asupan yang diperbolehkan adalah 0,2 mg dan dalam bentuk air minuman adala 0,1 mg per liter. Sedangkan menurut Occupati Safety and Health Administration (OSHA) ambang batas formalin secara umum adalah 1 sampai 0,1 mM. Konsumsi bahan makanan dan minuman yang mengandung formalin dalam jangka panjang atau melebihi ambang batas dapat mengakibatkan kanker, iritasi pada mata dan saluran pernafasan, kerusakan sistem syaraf pusat dan kebutaan (WHO, 2002). Berdasarkan hal tersebut maka diperlukan monitoring untuk mengetahui adanya formalin dalam bahan makanan atau minuman, dengan cara deteksi bahan tersebut. Deteksi untuk mengetahui kandungan formalin sudah banyak dilakukan diantaranya dengan cara spektroskopi menggunakan spektrofotometer ultra violet (UV), high performance
liquid chromatography (HPLC) dan Gas Chromatography. Metode ini relatif selektif dan sensitif akan tetapi memerlukan waktu analisis yang lama, membutuhkan banyak reagen, dan tidak ekonomis karena harganya yang sangat mahal (Indang dkk, 2009).
Formalin pada makanan terbilang kurang praktis dan efisien, karena harus melalui uji tes dan uji laboratorium yang memakan waktu cukup lama. Perancangan alat Pendetksi formalin berbasis arduino dengan menggunakan sensor HCHO, Sistem alat ini akan mendeteksi makanan yang mengandung bahan pengawet berbahaya secara otomatis, dan kemudian hasilnya akan ditampilkan di LCD.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang, maka permasalahan yang dikaji adalah sebagai berikut :
1. Bagaimana cara merancang sebuah sistem yang dapat digunakan sebagai pendeteksi kadar formalin dalam makanan?
2. Bagaimanakah mengkondisikan sensor HCHO agar dapat digunakan sebagai pendeteksi formalin?
3. Bagaimana cara mengimplementasikan suatu sistem agar dapat mendeteksi kadar formalin dalam makanan?
1.3 Batasan Masalah
Dalam perancangan dan pembuatan tugas akhir ini di berikan batasan batasan masalah sebagai berikut :
1. Alat yang dibuat hanya mendeteksi formalin dalam tampilan LCD persen (%) dan tegangan (v)
2. Alat ini tidak termasuk alat ukur tetapi untuk alat pendeteksi 3. Alat ini memiliki jarak yang sudah ditentukan saat mendeteksi
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk mempelajari karateristik dan cara kerja dari sensor HCHO 2. Untuk mengetahui ada tidak nya formalin dalam suatu sampel
3. Untuk membuat alat pendeteksi gas pada formalin pada sampel tanpa uji laboratorium
1.5 Manfaat
Manfaat dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Melalui alat ini dapat memberi kemudahan dalam pengambilan data tanpa harus melakukan penelitian di laboratorium untuk menentukannya
2. Melalui alat ini alat pendeteksi formalin berbasis arduino ini dapat bermanfaat dan membantu orang banyak
3. Sebagai tolak ukur daya serap Mahasiswa yang bersangkutan selama menempuh perkuliahan untuk menerapkan ilmunya
Tahap akhir pada tugas akhir ini adalah penyusunan laporan dengan tahap tahap diatas.
1.6 Sistematika Penulisan
Berikut merupakan sistem penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan praktek proyek :
1. BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisi penjelasan mengenai latar belakang pemilihan judul, batasan masalah, motivasi dan tujuan tugas akhir, sasaran tugas akhir, metode tugas akhir dan sistematika penulisan.
2. BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini berisi landasan teori yang menjadi referensi utama dalam penulisan tugas akhir. Teori yang dibahas berhubungan dengan sistem yang akan dibuat dan juga yang akan digunakan untuk kepentingan analisis dan perancangan.
3. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI ALAT
Bab ini membahas tentang perancangan prototipe alat, pembuatan rangkaian prototipe, blok diagram, pengukuran dan cara kerja rangkaian yang dapat menghasilkan Alat pendeteksi formalin berbasis arduino
4. BAB VI HASIL DAN PENGUJIAN
Bab ini membahas hasil dari analisis dan pengujian dari Alat pendeteksi formalin berbasis arduiono
5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini menjelaskan tentang kesimpulan dari pengujian dan saran masukan untuk mengembangkan dan melengkapi sistem yang sudah dibangun untuk masa yang mendatang.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka sangat membantu untuk dapat memahami suatu sistem.
Selain dari pada itu dapat juga dijadikan sebagai bahan acuan didalam merencanakan suatu system. Dengan pertimbangan hal-hal tersebut, maka tinjauan pustaka merupakan bagian yang harus dipahami untuk pembahasan selanjutnya. Pengetahuan yang mendukung perencanaan dan realisasi alat meliputi mikrokontroler dan Sensor.
2.1 Sensor HCHO
HCHO Sensor adalah sensor gas VOC semikonduktor. Desainnya didasarkan pada WSP2110 yang konduktivitasnya berubah dengan konsentrasi gas VOC di udara.
Melalui rangkaian, konduktivitas dapat dikonversi menjadi sinyal keluaran yang sesuai dengan konsentrasi gas. Sensor ini dapat mendeteksi gas yang konsentrasinya hingga 1ppm. Ini cocok untuk mendeteksi formaldehida, benzena, toluena, dan komponen volatil lainnya. Produk ini dapat digunakan untuk mendeteksi gas berbahaya di lingkungan rumah. Karena itu, ini adalah asisten yang baik bagi Anda untuk meningkatkan kualitas hidup lingkungan dalam ruangan.
Nilai sensor hanya mencerminkan tren perkiraan konsentrasi gas dalam rentang kesalahan yang diizinkan, itu TIDAK mewakili konsentrasi gas yang tepat. Deteksi komponen tertentu di udara biasanya membutuhkan instrumen yang lebih tepat dan mahal, yang tidak dapat dilakukan dengan sensor gas tunggal. Jika proyek Anda bertujuan untuk mendapatkan konsentrasi gas pada tingkat yang sangat tepat, maka kami tidak merekomendasikan sensor gas ini.Spesifikasi:
Operating Voltage: 5.0V ± 0.3V
Target Gases: HCHO, Benzene,Toluene,Alcohol
Concentration Range: 1~50 ppm
Sensor Resistance Value(Rs): 10KΩ-100KΩ(in 10ppm HCHO)
Sensitivity: Rs(in air)/Rs(10ppm HCHO)≥5
Gambar 2.1 sensor HCHO 2.2 Formalin
Formalin merupakan senyawa kimia yang cukup populer di dalam kehidupan sehari- hari. Terutama dalam penggunaanya pada proses pengawetan mayat dan spesimen makhluk hidup. Senyawa kimia formaldehida (juga disebut metanal, atau formalin), merupakan aldehida dengan rumus kimia H2CO, yang berbentuknya gas, atau cair yang dikenal sebagai formalin, atau padatan yang dikenal sebagai paraformaldehyde atau trioxane.
Formaldehida awalnya disintesis oleh kimiawan Rusia Aleksandr Butlerov tahun 1859, tetapi Pengertian Formalin dalam Ilmu Kimia, Formalin adalah senyawa organik yang termasuk dalam kelompok Aldehid dengan rumus molekulnya CH2O dikenal dengan nama Formaldehid atau metanal. Senyawa ini tidak berwarna dan memiliki bau yang sangat tajam. Memiliki massa molekul, Mr = 30 g/mol. Tekanan uap jenuh formaldehid ialah 10 mm Hg pada −88. Secara komersial Formaldehid dijual dengan konsentrasi 37-50% berat.
Contohnya: cairan formalin di pasaran. Formaldehid diproduksi pada skala industrial dengan reaksi oksidasi katalitik dari metanol. Senyawa Katalis yang paling sering digunakan dalam raksi ini adalah logam perak. Persamaan Reaksi yang terjadi ialah:
2CH3OH+O2⟶2CH2O+2H2OReaksi ini terjadi pada temperatur 650 derajat dengan katalis perak. Setelah diperoleh formaldehid, kemudian dilakukan pembuatan formalin dengan mencampurkan 37% formaldehid dengan 15% methanol dan 48% Air. Formalin biasanya digunakan sebagai bahan perekat kayu lapis. Formalin juga digunakan untuk desinfektan (pembersihan dari bakteri dan kuman) pada peralatan rumah sakit. Pengawetan mayat di rumah sakit dan pengawetan sel organisme (tubuhan & hewan) juga menggunakan larutan Formalin. Selain itu, dalam skala besar, Formalin bisa digunakan sebagai prekursor (senyawa penghasil reaktan) untuk pembuatan beberapa senyawa kimia penting dalam skala industri. Berat Molekul Formalin adalah 30,03 dengan Rumus Molekul HCOH.
Karena kecilnya molekul ini memudahkan absorpsi dan distribusinya ke dalam sel tubuh.
Gugus karbonil yang dimilikinya sangat aktif, dapat bereaksi dengan gugus –NH2 dari protein yang ada pada tubuh membentuk senyawa yang mengendap. Menurut Hart (1983), formalin adalah larutan yang tidak berwarna dan baunya sangat menusuk. Di dalam larutan formalin terkandung 30-50% gas formaldehid dan ditambahkan metanol sebanyak 10-15%
untuk mencegah terjadinya polimerisasi formaldehid. Formaldehid merupakan bentuk aldehid yang paling sederhana. Formaldehid bersifat mudah terbakar, berbau tajam, tidak berwarna, dan mudah dipolimerisasi pada suhu ruang. Formadehid bersifat larut di dalam air, aseton, benzene, dietil eter, kloroform, dan etanol. Pada suhu 150ºC, formaldehid mudah terdekomposisi menjadi metanol dan karbonmonoksida. Formaldehid mudah dioksidasi oleh oksigen di atmosfer membentuk asam format, yang kemudian diubah menjadi karbondioksida oleh sinar matahari (WHO, 2002). Karakteristik fisiko kimia formaldehid menurut WHO (2002) :
2.2.1 Bahaya Formalin.
Bahaya formalin ialah pada saat secara langsung terkonsumsi, baik itu terhirup ataupun terkena pada makanan yang kita konsumsi. Pada konsentrasi yang pekat, dampak dari formalin dapat berupa iritasi pada saluran pernafasan, reaksi alergi, pemicu kanker dan dapat pula menyebabkan kulit terbakar. Jika tertelan Formalin sebanyak 30ml atau 2 sendok makan, maka dapat menyebabkan kematian akibat keracunan. Kejadian yang paling sering terjadi ialah pengguanan formalin sebagai pengawet bahan makanan. Dengan mendambahkan formalin dengan kadar cukup tinggi, bahan makanan akan dapat bertahan lebih lama. Tetapi karena dampak kesehatan fatal yang dapat disebabkan oleh formalin, maka penggunaannya sebagai pengawet makanan dilarang keras hampir di seluruh negara.
Dampak yang ditimbulkan dari konsumsi formalin yang terkandung dalam bahan makanan ini memang tidak langsung seperti keracunan, tetapi memiliki dampak jangka panjang berupa, iritasi saluran pencernaan, kerusakan tenggorokan dan yang paling berbahaya ialah terkena kanker.
Ciri-ciri Buah-buahan yang Mengandung Formalin:
Permukaan bagian kulit terlihat kencang dan segar meski telah berbulan- bulan dipanen maupun dipajang di supermarket, lapak/ kios/ pasar, namun apabila hendak dipegang buahnya terasa keras.
Cium buah, jika tidak tercium aroma khas buah patut diwaspadai. Buah yang mengandung formalin beraroma tajam seperti aroma kimia.
Umumnya buah yang diberi formalin adalah jeruk, anggur, dan apel
Formalin pada buah yang dijual secara bertangkai (lengkeng dan anggur) jika
tangkainya sudah tampak layu, sementara buahnya masih sangat segar dengan aroma menyengat bukan khas buah, patut diwaspadai
2.2.2 Formalin Berupa Gas
Formaldehid adalah senyawa organic dengan struktur CH20, dihasilkan dari pembakaran tak sempurna dari sejumlah senyawa organic. Terdapat dalam asap batubara dan kayu, terutama asap yang dihasilkan untuk mengasapi daging babi dan ikan. Ditemukan di udara, terutama kota-kota besar. Dibuat secara komersial menggunakan oksidasi fase uap katalitik methanol menggunakan udara sebagai pengoksidasi dan perak, tembaga, alumina, atau batubara arang sebagai katalisnya.
Formaldehid merupakan senyawa kimia berbentuk gas atau larutan dan kedalamnya ditambahkan methanol 10 - 15% untuk mencegah polimerisasi. Dalam perdagangan tersedian larutan folmaldehid 37% dalam air yang dikenal sebagai formalin. Larutan ini mempunyai sifat tidak berwarna atau hamper tidak berwarna seperti air, sedikit asam baunya sangat menusuk dan korosif, terurai jika dipanaskan dan melepaskan asam formiat. Formaldehid merupakan reduktor kuat yang bereaksi kuat dengan bahan pengoksidasi dan berbagai senyawa organic. Bereaksi dengan asam klorida menghasilkan senyawa biskloromrtil eter (BCME) yang sangat beracun. Formalin memiliki titik didih 101°C; pH: 2,8 – 4,0; densitas:1,067 (udara=1); pKa = 13,27 pada suhu 25°C; titik nyala 85°C; larut dalam alcohol, eter, aseton dan benzene.
Kelarutan dalam air: 4 x 105 mg/L pada suhu 20°C.
2.2.3 Formalin Berupa Uap
Nama Formalin adalah nama dagang larutan formaldehid dalam air dengan kadar 30- 40 persen. Di pasaran, formalin dapat diperoleh dalam bentuk yang sudah diencerkan , yaitu dengan kadar formaldehidnya 40, 30, 20 dan 10 persen serta dalam bentuk tablet yang beratnya masing - masing sekitar 5 gram . Formalin adalah larutan yang tidak berwarna dan baunya mengeluarkan uap sangat menusuk. Di dalam formalin terkandung sekitar 37% formaldehid dalam air. Biasanya ditambahkan methanol hingga 15% sebagai pengawet Formalin memiliki sejumlah nama kimia diantaranya formol, methylene aldehyde, paraforin, morbicid, oxomethane, polyoxymethylene glycols, methanol, formoform, superlysoform, formic aldehyde, formalith, tetraoxymethylene, methyl oxide, karsan, trioxane, oxymethylene dan methylene Formalin yang biasa ditambahkan pada makanan adalah larutan 30- 50% gas formaldehid, untuk stabilitas dalam larutan formalin biasa nya mengandung methanol 10-15%. Formalin mempunyai bau menyengat dan dapat menimbulkan pedih pada mata. Senyawa ini termasuk golongan aldehid paling sederhana pada alat
2.3 Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan suatu IC yang di dalamnya berisi CPU, ROM, RAM, dan I/O. Dengan adanya CPU tersebut maka mikrokontroler dapat melakukan proses berfikir berdasarkan program yang telah diberikan kepadanya.
Mikrokontroler banyak terdapat pada peralatan elektronik yang serba otomatis, mesin fax, dan peralatan elektronik lainnya. Mikrokontroler dapat disebut pula sebagai komputer yang berukuran kecil yang berdaya rendah sehingga sebuah baterai dapat memberikan daya. Mikrokontroler terdiri dari beberapa
bagian seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Gambar 2.2 Bagian Mikrokontroler
Pada Gambar 2.3 di atas tampak suatu mikrokontroler standar yang tersusun atas komponen-komponen sebagai berikut :
A. Central Processing Unit (CPU)
CPU merupakan bagian utama dalam suatu mikrokontroler. CPU pada mikrokontroler ada yang berukuran 8 bit ada pula yang berukuran 16 bit. CPU ini akan membaca program yang tersimpan di dalam ROM dan melaksanakannya.
B. Read Only Memory (ROM)
ROM merupakan suatu memori (alat untuk mengingat) yang sifatnya hanya dibaca saja. Dengan demikian ROM tidak dapat ditulisi. Dalam dunia mikrokontroler ROM digunakan untuk menyimpan program bagi mikrokontroler tersebut. Program tersimpan dalm format biner (‗0‘ atau ‗1‘). Susunan bilangan biner tersebut bila telah terbaca oleh mikrokontroler akan memiliki arti tersendiri.
C. Random Acces Memory (RAM)
Berbeda dengan ROM, RAM adalah jenis memori selain dapat dibaca juga dapat ditulis berulang kali. Tentunya dalam pemakaian mikrokontroler ada
semacam data yang bisa berubah pada saat mikrokontroler tersebut bekerja.
Perubahan data tersebut tentunya juga akan tersimpan ke dalam memori. Isi pada RAM akan hilang jika catu daya listrik hilang.
D. Input / Output (I/O)
Untuk berkomunikasi dengan dunia luar, maka mikrokontroler menggunakan terminal I/O (port I/O), yang digunakan untuk masukan atau keluaran.
E. Komponen lainnya
Beberapa mikrokontroler memiliki timer/counter, ADC (Analog to Digital Converter), dan komponen lainnya. Pemilihan komponen tambahan yang sesuai dengan tugas mikrokontroler akan sangat membantu perancangan sehingga dapat mempertahankan ukuran yang kecil. Apabila komponen komponen tersebut belum ada pada suatu mikrokontroler, umumnya komponen tersebut masih dapat ditambahkan pada sistem mikrokontroler melalui port-portnya.
2.4 Arduino Uno 2.4.1 Pengenalan
Arduino didefinisikan sebagai sebuah platform elektronik yang open source, berbasis pada software dan hardware yang fleksibel dan mudah digunakan, yang ditujukan untuk seniman, desainer, hobbies dan setiap orang yang tertarik dalam membuat objek atau lingkungan yang interaktif.
Arduino sebagai sebuah platform komputasi fisik (Physical Computing) yang open source pada board input ouput sederhana, yang dimaksud dengan platform komputasi fisik disini adalah sebuah sistem fisik yang interaktif dengan penggunaan software dan hardware yang dapat mendeteksi dan merespon situasi dan kondisi.
Menurut Artanto, kelebihan arduino dari platform hardware mikrokontroler lain adalah:
1. IDE Arduino merupakan multiplatform, yang dapat dijalankan di berbagai sistem operasi, seperti Windows, Macintosh dan Linux.
2. IDE Arduino dibuat berdasarkan pada IDE Processing, yang sederhana sehingga mudah digunakan.
3. Pemrograman arduino menggunakan kabel yang terhubung dengan port USB, bukan port serial. Fitur ini berguna karena banyak komputer yang sekarang ini tidak memiliki port serial.
Arduino adalah hardware dan software open source pembaca bisa mendownload software dan gambar rangkaian arduino tanpa harus membayar ke pembuat arduino. Biaya hardware cukup murah, sehingga tidak terlalu menakutkan membuat kesalahan. Proyek arduino ini dikembangkan dalam lingkungan pendidikan sehingga bagi pemula akan cepat dan mudah mempelajarinya. Memiliki begitu banyak pengguna dan komunitas di internet dapat membantu setiap kesulitan yang dihadapi
2.4.2 Sejarah Arduino
Proyek Arduino dimulai pertama kali di Ovre, Italy pada tahun 2005. Tujuan proyek ini awalnya untuk membuat peralatan kontrol interaktif dan modul pembelajaran bagi siswa yang lebih murah dibandingkan dengan prototype yang lain.
Pada tahun 2010 telah terjual dari 120 unit Arduino. Arduino yang berbasis open source melibatkan tim pengembang. Pendiri arduino itu Massimo Banzi dan David Cuartielles, awalnya mereka memberi nama proyek itu dengan sebutan arduino dari ivrea tetapi seturut perkembangan zaman nama proyek itu diubah menjadi Arduino.
Arduino dikembangkan dari thesis hernando Barragan di desain interaksi institute Ivrea. Arduino dapat menerima masukan dari berbagai macam sensor dan juga dapat mengontrol lampu, motor dan aktuator lainnya. Mikrokontroler pada board arduino di program dengan menggunkan bahasa pemrograman arduino (based on wiring) dan IDE arduino (based on processing). Proyek arduino dapat berjalan sendiri atau juga bisa berkomunikasi dengan software yang berjalan pada komputer.
2.4.3 Hardware
Papan Arduino merupakan papan mikrokontroler yang berukuran kecil atau dapat diartikan juga dengan suatu rangkaian berukuran kecil yang didalamnya terdapat komputer berbentuk suatu chip yang kecil.
Pada Gambar 2.4. dapat dilihat sebuah papan Arduino dengan beberapa bagian komponen didalamnya.
Gambar 2.3 Hardware arduino
Pada hardware arduino terdiri dari 20 pin yang meliputi:
a. 14 pin IO Digital (pin 0–13)
Sejumlah pin digital dengan nomor 0–13 yang dapat dijadikan input atau output yang diatur dengan cara membuat program IDE.
b. 6 pin Input Analog (pin 0–5)
Sejumlah pin analog bernomor 0–5 yang dapat digunakan untuk membaca nilai input yang memiliki nilai analog dan mengubahnya ke dalam angka antara 0 dan 1023.
c. 6 pin Output Analog (pin 3, 5, 6, 9, 10 dan 11)
Sejumlah pin yang sebenarnya merupakan pin digital tetapi sejumlah pin tersebut dapat diprogram kembali menjadi pin output analog dengan cara membuat programnya pada IDE.
Papan Arduino Uno dapat mengambil daya dari USB port pada komputer dengan menggunakan USB charger atau dapat pula mengambil daya dengan menggunakan suatu AC adapter dengan tegangan 9 volt. Jika tidak terdapat power supply yang melalui AC adapter, maka papan Arduino akan mengambil daya dari USB port. Tetapi apabila diberikan daya melalui AC adapter secara bersamaan dengan USB port maka papan Arduino akan mengambil daya melalui AC adapter secara otomatis.
2.4.4 Software Arduino
Software arduino yang digunakan adalah driver dan IDE, walaupun masih ada beberapa software lain yang sangat berguna selama pengembangan arduino. IDE atau Integrated Development Environment suatu program khusus untuk suatu komputer agar dapat membuat suatu rancangan atau sketsa program untuk papan Arduino. IDE
arduino merupakan software yang sangat canggih ditulis dengan menggunakan java.
IDE arduino terdiri dari:
1. Editor Program
Sebuah window yang memungkinkan pengguna menulis dan mengedit program dalam bahasa processing.
2. Compiler
Sebuah modul yang mengubah kode program menjadi kode biner bagaimanapun sebuah mikrokontroler tidak akan bisa memahami bahasa processing.
3. Uploader
Sebuah modul yang memuat kode biner dari komputer ke dalam memory di dalam papan arduino.
Dalam bahasa pemrograman arduino ada tiga bagian utama yaitu struktur, variabel dan fungsi (Artanto, 2012:27):
Struktur Program Arduino : a. Kerangka Program.
Kerangka program arduino sangat sederhana, yaitu terdiri atas dua blok. Blok pertama adalah void setup() dan blok kedua adalah void loop.
b. Blok Void setup ()
Berisi kode program yang hanya dijalankan sekali sesaat setelah arduino dihidupkan atau di-reset. Merupakan bagian persiapan atau instalasi program.
c. Blok void loop()Berisi kode program yang akan dijalankan terus menerus. Merupakan tempat untuk program utama.
a. Sintaks Program.
Baik blok void setup loop () maupun blok function harus diberi tanda kurung kurawal buka ―{― sebagai tanda awal program di blok itu dan kurung kurawal tutup ―}‖ sebagai tanda akhir program.
b. Variabel.
Sebuah program secara garis besar dapat didefinisikan sebagai instruksi untuk memindahkan angka dengan cara yang cerdas dengan menggunakan sebuah varibel.
Pada bagian ini meliputi fungsi input output digital, input output analog, advanced I/O, fungsi waktu, fungsi matematika serta fungsi komunikasi.
Pada proses Uploader dimana pada proses ini mengubah bahasa pemrograman yang nantinya dicompile oleh avr-gcc (avr-gcc compiler) yang hasilnya akan disimpan kedalam papan arduino.
Avr-gcc compiler merupakan suatu bagian penting untuk software bersifat open source. Dengan adanya avr-gcc compiler, maka akan membuat bahasa pemrogaman dapat dimengerti oleh mikrokontroler. Proses terakhir ini sangat penting, karena dengan adanya proses ini maka akan membuat proses pemrogaman mikrokontroler menjadi sangat mudah.
Berikut ini merupakan gambaran siklus yang terjadi dalam melakukan pemrogaman Arduino:
1. Koneksikan papan Arduino dengan komputer melalui USB port.
2. Tuliskan sketsa rancangan suatu program yang akan dimasukkan ke dalam papan Arduino.
3. Upload sketsa program ke dalam papan Arduino melalui kabel USB dan kemudian tunggu beberapa saat untuk melakukan restart pada papan Arduino.
4. Papan Arduino akan mengeksekusi rancangan sketsa program yang telah dibuat dan di- upload ke papan Arduino.
2.4.5 Melakukan Penginstalan Arduino Ke Komputer
Untuk melakukan pemrogaman pada papan Arduino, disarankan untuk men- download IDE Arduino terlebih dahulu yang dapat diperoleh dari situs:
www.arduino.cc/en/Main/Software. Dan kemudian pilih versi yang tepat untuk sistem operasi komputer yang digunakan. Setelah melakukan download, lakukanlah proses uncompress dengan cara melakukan double-click pada file tersebut. Proses ini secara otomatis akan membuat suatu folder yang bernama arduino-[version], contohnya seperti arduino-0012.
Setelah melakukan penginstalan IDE Arduino pada komputer, tahap selanjutnya adalah harus melakukan penginstalan untuk driver. Fungsi utama penginstalan driver ini adalah agar komputer dapat melakukan komunikasi dengan papan Arduino melalui USB port.
2.4.6 Melakukan Penginstalan Driver Untuk Windows
Koneksikan papan Arduino dengan komputer dan ketika Found New Hardware Wizard pada layar muncul, Windows secara otomatis akan mencoba menemukan terlebih dahulu driver tersebut pada halaman Windows Update.
Windows XP akan meminta untuk memeriksa Windows Update, dan jika tidak ingin menggunakan Windows Update pilih menu ―No,not at this time‖ dan tekan tombol Next. Dan pada layar selanjutnya, pilih menu ―Install from a list or specific location‖ dan tekan tombol Next.
Periksa layar berjudul ―Include this location in the search‖ dan tekan tombol Browse. Kemudian pilih folder dimana Arduino sudah terinstal dan pilih folder Drivers\FTDIUSB Drivers untuk menetukan lokasinya dan tekan tombol OK dan Next pada layar tesebut.
Windows Vista akan berusaha menemukan driver tersebut pada Windows Update, dan jika terjadi kegagalan dalam melakukan pencarian driver, maka lakukan pencarian secara manual pada folder Drivers\FTDIUSB Drivers. Proses pencarian driver secara manual memiliki dua prosedur yang harus dilewati, yang pertama komputer harus menginstal driver low-level terlebih dahulu dan yang kedua adalah menginstal bagian kode yang membuat papan Arduino terlihat seperti suatu serial port untuk komputer.
Apabila driver telah terinstal, maka Arduino IDE dapat diaktifkan dan papan Arduino dapat digunakan pada komputer. Untuk tahap selanjutnya adalah harus selalu mengingat serial port komputer yang telah ditandai untuk papan Arduino.
2.4.7 Melakukan Pengujian Pada Papan Arduino
Kita ambil contoh kasus yang sederhana yaitu mengalami kegagalan pada saat melakukan percobaan ―mengedipkan LED‖. Mari cari tahu apa yang harus dilakukan.
Sebelum menyalahkan percobaan yang dibuat, kita harus memastikan beberapa komponen sudah berada di dalam urutan yang benar. Sama halnya dengan seorang pilot suatu maskapai penerbangan yang menggunakan beberapa daftar pemeriksaan sebelum melakukan penerbangan, untuk memastikan bahwa pesawat dalam kondisi yang baik.
Koneksikan papan Arduino ke USB port yang ada pada komputer dengan menggunakan kabel USB.
1. Pastikan komputer dalam kondisis menyala (mungkin kedengarannya konyol tapi hal ini pernah terjadi). Jika lampu PWR yang berwarna hijau pada papan Arduino menyala, berarti menandakan papan Arduino telah disuplai daya oleh komputer. Jika LED terlihat sangat redup, berarti ada suatu kesalahan dengan daya yang disuplai: coba ganti kabel USB dan lakukan pemeriksaan antara USB port pada komputer dan konektor USB pada papan Arduino. Jika masih mengalami kegagalan, ganti USB port yang lainnya pada komputer tersebut atau gunakan komputer yang lain.
2. Jika Arduino yang digunakan merupakan produk baru, lampu LED yang berwarna kuning akan mulai berkedip dengan pola menyala sedikit gugup.
Pengujian ini merupakan pengujian yang dilakukan di pabrik untuk menguji papan Arduino.
3. Jika menggunakan power supply eksternal dan menggunakan jenis Arduino yang lama seperti Extreme, NG, atau Diecimila, pastikan bahwa power supply tersambung dengan benar dan jumper yang ditandai dengan SV1 menghubungkan dua pin yang terdekat dengan konektor power supply eksternal
Melakukan Pengujian Rangkaian Pada Papan Percobaan.
Sekarang koneksikan papan Arduino dengan papan percobaan breadboard dengan memasang jumper dari 5 V. Kemudian untuk ground atau GND dikoneksikan ke rel positif dan negative yang berada pada papan percobaan breadboard. Jika LED PWR yang berwarna hijau tidak menyala, segera lepaskan semua kabel. Hal tersebut menandakan bahwa terdapat kesalahan besar dan terjadi hubung singkat (short circuit) pada rangkaian. Pada saat terjadinya hubung singkat, papan Arduino menarik terlalu banyak arus dan daya akan terputus untuk melindungi komputer.
Jika terjadi short circuit, maka kita harus memulainya kembali dari proses penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation). Setelah itu, yang harus dilakukan adalah memeriksa setiap sensor yang digunakan pada percobaan tersebut dan untuk memudahkan sebaiknya setiap pemeriksaan menggunakan satu sensor saja. Masalah dengan IDE, pada beberapa kasus terutama pada Windows, mungkin memiliki masalah yang berhubungan dengan penggunaan IDE Arduino.
Jika terdapat kesalahan saat membuka Arduino, gunakan metode alternatif dengan cara membuka file run.bat. Biasanya pemakai Windows juga sering mendapatkan masalah jika sistem operasi memberikan nomor COM10 atau yang benomor lebih untuk papan Arduino. Untuk mengatasi masalah ini, kita dapat menentukan nomor yang lebih rendah untuk Arduino dengan cara sebagai berikut:
1. Buka layar Device Manager pada Windows dengan membuka menu Start. Lakukan klik kanan (right-click) pada layar komputer untuk Vista atau My Computer dan pilih menu Properties untuk XP. Kemudian pilih menu Device Manager.
2. Cari serial device di dalam daftar ―Ports (COM & LPT)‖. Dan pilih serial device bernomor COM9 atau bernomor lebih rendah yang tidak digunakan dengan cara pilih menu Properties (right-click). Kemudian pada tab Port Setting, pilih menu
Advanced dan lakukan pengaturan nomor pada COM10 atau yang bernomor lebih besar.
3. Lakukan hal yang sama pada serial terminal USB yang digunakan untuk mengoperasikan Arduino.
Jika beberapa saran tersebut masih tidak dapat membantu, atau jika mengalami permasalahan yang belum dijelaskan pada laporan ini, untuk
troubleshooting Arduino yang lebih lengkap dapat dilihat dari situs
Troubleshooting Arduino
Dalam membuat suatu eksperimen atau percobaan dengan Arduino, memungkinkan sekali terjadinya kegagalan dalam melakukan pengoperasiannya.
Sedangkan kita dituntut harus dapat memperbaiki kegagalan yang terjadi agar Arduino dapat beroperasi dengan benar.
Troubleshooting dan debugging merupakan seni yang sudah ada dari dulu.
Dan agar didapatkan suatu hasil yang diinginkan oleh kita, maka kita harus memenuhi peraturan yang dimiliknya terlebih dahulu.
Semakin sering kita menggunakan komponen elektronik dan Arduino dalam membuat suatu percobaan, maka kita akan semakin banyak belajar dan semakin banyak mendapatkan pengalaman. Oleh karena itu, jangan putus asa dengan permasalahan yang akan muncul dalam melakukan suatu percobaan karena semuanya akan menjadi lebih mudah apabila sudah dihadapi.
Seperti semua percobaan Arduino yang telah dibuat, jika terdapat kesalahan baik yang berasal dari hardware maupun software maka disana kemungkinan akan ada lebih dari satu hal yang perlu dicari penyebab dari kesalahan tersebut.
Ketika mencari suatu bug atau akar dari suatu masalah yang muncul seharusnya kita mengoperasikan Arduino meliputi tiga langkah berikut:
Pemahaman (understanding).
Mencoba untuk memahami sebanyak mungkin bagaimana cara kerja dari
setiap bagian komponen yang digunakan dan bagaimana bagian dari komponen tersebut telah memberikan pengaruh terhadap percobaan yang dibuat.
Penyederhanaan dan pembagian (simplification and segmentation)
Orang Romawi kuno mengatakan devide et impera: divide and rule, atau dalam bahasa Indonesia berarti pembagi dan peraturan. Oleh karena itu, untuk membuat percobaan Arduino cobalah lakukan perincian (break down) terhadap percobaan ke dalam setiap komponennya dengan pemahaman yang kita miliki dan memperhitungkan dimana tanggung jawab dari setiap komponen tersebut.
Pemisahan dan kepastian (exclusion and certainty)
Ketika melakukan investigasi, melakukan pengujian secara terpisah pada setiap komponen sangat dibutuhkan untuk memastikan bahwa setiap komponen bekerja dengan benar. Dengan melakukan tahap ini akan membangun rasa keyakinan pada diri kita sendiri terhadap bagian percobaan mana yang bekerja dengan benar maupun yang tidak.
Debugging adalah istilah yang telah digunakan software komputer untuk menggambarkan suatu proses tidak bekerja dengan benar. Konon dikatakan bahwa istilah tersebut dipakai untuk pertama kalinya oleh Garce Hopper pada sekitar tahun 1940-an. Dimana pada waktu itu, komputer yang sebagian besarnya merupakan
peralatan elektromekanis, ada yang berhenti beroperasi karena ada serangga yang terjebak di dalam sistem mekaniknya. Tetapi pada saat ini, bug bukan berbentuk fisik lagi, melainkan suatu virtual yang tidak dapat dilihat.
2.5 LCD (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display) adalah suatu jenis media tampil yang menggunakan kristal cair sebagai penampil utama. LCD sudah digunakan diberbagai bidang misalnya alal–alat elektronik seperti televisi, kalkulator, ataupun layar komputer. Pada bab ini aplikasi LCD yang dugunakan ialah LCD dot matrik dengan jumlah karakter 2 x 16. LCD sangat berfungsi sebagai penampil yang nantinya akan digunakan untuk menampilkan status kerja alat. Adapun fitur yang disajikan dalam LCD ini adalah :
1. Terdiri dari 16 karakter dan 2 baris 2. Mempunyai 192 karakter tersimpan 3. Terdapat karakter generator terprogram 4. Dapat dialamati dengan mode 4-bit dan 8-bit 5. Dilengkapi dengan back light.
6. Tersedia VR untuk mengatur kontras.
7. Pilihan konfigurasi untuk operasi write only atau read/write.
8. Catu daya +5 Volt DC.
9. Kompatibel dengan DT-51 dan DT-AVR Low Cost Series serta sistem mikrokontroler/mikroprosesor lain.
Gambar 2.4 LCD (Liquid Crystal Display)
Tabel 2.5Deskripsi Pin Pada LCD
Pin Deskripsi
1 Ground
2 Vcc
3 Pengatur kontras
4 ―RS‖ Instruction/Register Select 5 ―R/W‖ Read/Write LCD Registers
6 ―EN‖ Enable
7-14 Data I/O Pins
15 Vcc
16 Ground
2.5.1 Cara kerja LCD (Liquid Crystal Display).
Pada aplikasi umumnya RW diberi logika rendah ―0‖. Bus data terdiri dari 4- bit atau 8-bit.Jika jalur data 4-bit maka yang digunakan ialah DB4 sampai dengan DB7. Sebagaimana terlihat pada table diskripsi, interface LCD merupakan sebuah parallel bus, dimana hal ini sangat memudahkan dan sangat cepat dalam pembacaan dan penulisan data dari atau ke LCD. Kode ASCII yang ditampilkan sepanjang 8-bit dikirim ke LCD secara 4-bit atau 8 bit pada satu waktu.
Jika mode 4-bit yang digunakan, maka 2 nibble data dikirim untuk membuat sepenuhnya 8-bit (pertama dikirim 4-bit MSB lalu 4-bit LSB dengan pulsa clock EN setiap nibblenya). Jalur kontrol EN digunakan untuk memberitahu LCD bahwa mikrokontroller mengirimkan data ke LCD.Untuk mengirim data ke LCD program harus menset EN ke kondisi high ―1‖ dan kemudian menset dua jalur kontrol lainnya (RS dan R/W) atau juga mengirimkan data ke jalur data bus.
Saat jalur lainnya sudah siap, EN harus diset ke ―0‖ dan tunggu beberapa saat (tergantung pada datasheet LCD), dan set EN kembali ke high ―1‖. Ketika jalur RS berada dalam kondisi low ―0‖, data yang dikirimkan ke LCD dianggap sebagai sebuah perintah atau instruksi khusus (seperti bersihkan layar, posisi kursor dll).
Ketika RS dalam kondisi high atau ―1‖, data yang dikirimkan adalah data ASCII yang akan ditampilkan dilayar. Misal, untuk menampilkan huruf ―A‖ pada layar maka RS harus diset ke ―1‖. Jalur kontrol R/W harus berada dalam kondisi low (0) saat informasi pada data bus akan dituliskan ke LCD. Apabila R/W berada dalam kondisi high ―1‖, maka program akan melakukan query (pembacaan) data dari LCD.
Instruksi pembacaan hanya satu, yaitu Get LCD status (membaca status LCD), lainnya merupakan instruksi penulisan. Jadi hampir setiap aplikasi yang menggunakan LCD, R/W selalu diset ke ―0‖.Jalur data dapat terdiri 4 atau 8 jalur (tergantung mode yang dipilih pengguna), DB0, DB1, DB2, DB3, DB4, DB5, DB6 dan DB7. Mengirim data secara parallel baik 4-bit atau 8-bit merupakan 2 mode operasi primer. Untuk membuat sebuah aplikasi interface LCD, menentukan mode operasi merupakan hal yang paling penting.
2.6 Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan
speaker, jadi buzzer juga 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
Gambar 2.5 Buzzerr
2.7 Module Bluetooth HC-05
Pengertian bluetooth, fungsi dan cara kerjanya – Bluetooth adalah suatu peralatan media komunikasi yang dapat digunakan untuk menghubungkan sebuah perangkat komunikasi dengan perangkat komunikasi lainnya, bluetooth umumnya digunakan di handphone, komputer atau pc, tablet, dan lain-lain. Fungsi bluetooth yaitu untuk mempermudah berbagi atau sharing file, audio, menggantikan penggunaan kabel dan lain-lain. Saat ini sudah banyak sekali perangkat yang menggunakan bluetooth. Atau definisi bluetooth yang lainnya adalah sebuah teknologi komunikasi wireless atau tanpa kabel yang beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 GHz (antara 2.402 GHz s/d 2.480 GHz) dengan menggunakan sebuah frequency hopping tranceiver yang mapu menyediakan layanan komunikasi data dan juga suara secara real-time antara host-host bluetooth dengan jarak jangkauan layanan yang terbatas.
Pada dasarnya teknologi bluetooth ini diciptakan bukan hanya untuk menggantikan atau menghilangkan penggunaan media kabel dalam melakukan pertukaran data atau informasi, tetapi juga mampu menawarkan fitur yang bagus atau baik untuk teknologi mobile wireless atau tanpa kabel, dengan biaya yang relatif rendah, konsumsi daya rendah, interoperability yang sangat menjanjikan, mudah dalam pengoperasiannya dan juga mampu menyediakan berbagai macam layanan. Sistem bluetooth terdiri atas: sebuah radio transceiver, baseband link Management dan Control, Baseband (processor core, SRAM, UART, PCM USB Interface), flash dan voice codec.
Baseband link controller menghubungkan hardware atau perangkat keras radio ke baseband processing dan juga layer protokol fisik.
Link manager melakukan aktivitas protokol tingkat tinggi, yaitu seperti melakukan link setup, autentikasi dan juga konfigurasi.
Kelebihan:
Bisa menembus rintangan, misalnya seperti dinding, kotak, dan sebagainya.
Walaupun jarak transmisinya hanya 10 M.
Tidak memerlukan media kabel ataupun kawat.
Dapat mensingkronisasi data dari Handphone ke Komputer atau laptop.
Dapat dipakai sebagai perantara modem.
Praktis dan tidk ribet dalam penggunaanya.
Kekurangan:
Memakai frekuensi yang sama dengan gelombang WiFi.
Kalu terlalu banyak koneksi bluetooth didalam satu ruangan, akan sulit untuk menemukan penerima yang dituju.
Sering beredar virus-virus yang disebarkan melalui bluetooth, khususnya dari handphone.
Cukup banyak mekanisme keamanan yang harus diperhatikan untuk mencegah kegagalan pengiriman data atau penerimaan data maupun informasi.
Kecepatan dalam transfer data tidak tetap, tergantung dari perangkat yang dipakai untuk mengirim dan yang menerima data maupun informasi.
Vin : DC 5V
Arus : 30 mA (max) Led indikator pairing
Support AT command (ganti nama, baudrate, set mode master/slave dll) Bisa dihubungkan dengan semua jenis mikrokontroller melalui pin TX-RX Default command baudrate 38400 bps
Default data transmission 9600 bps Berat : 10 gr
HC-05 Adalah sebuah modul Bluetooth SPP (Serial Port Protocol) yang mudah digunakan untuk komunikasi serial wireless (nirkabel) yang mengkonversi port serial ke Bluetooth. HC-05 menggunakan modulasi bluetooth V2.0 + EDR (Enchanced Data Rate) 3 Mbps dengan memanfaatkan gelombang radio berfrekuensi 2,4 GHz.
Modul ini dapat digunakan sebagai slave maupun master. HC-05 memiliki 2 mode konfigurasi, yaitu AT mode dan Communication mode. AT mode berfungsi untuk melakukan pengaturan konfigurasi dari HC-05. Sedangkan Communication mode berfungsi untuk melakukan komunikasi bluetooth dengan piranti lain. Dalam penggunaannya, HC-05 dapat beroperasi tanpa menggunakan driver khusus. Untuk berkomunikasi antar Bluetooth, minimal harus memenuhi dua kondisi berikut :
1. Komunikasi harus antara master dan slave.
2. Password harus benar (saat melakukan pairing).
Jarak sinyal dari HC-05 adalah 30 meter, dengan kondisi tanpa halangan.
Adapun spesifikasi dari HC-05 adalah : Hardware :
– Sensitivitas -80dBm (Typical)
– Daya transmit RF sampai dengan +4dBm.
– Operasi daya rendah 1,8V – 3,6V I/O.
– Kontrol PIO.
– Antarmuka UART dengan baudrate yang dapat diprogram.
– Dengan antena terintegrasi.
Software :
– Default baudrate 9600, Data bit : 8, Stop bit = 1, Parity : No Parity, Mendukung baudrate : 9600, 19200, 38400, 57600, 115200, 230400 dan 460800.
– Auto koneksi pada saat device dinyalakan (default).
– Auto reconnect pada menit ke 30 ketika hubungan putus karena range koneksi.
Gambar 2.6 Module Bluetoot
BAB III
PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
3.1 Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Elektronika Dasar, Universitas Sumatera Utara meliputi perancangan, konstruksi dan perakitan.
3.2 Diagram Blok
Alat ini terdiri dari beberapa komponen-komponen elektronika yang dipadukan dimana setiap komponen tersebut memiliki fungsinya masing-masing. Untuk lebih memudahkan dalam mempelajari dan memahami alat tersebut, berikut ini adalah gambar diagram blok sistem dari alat tersebut.
Gambar 3.1 Diagram Blok
Dari gambar tersebut fungsi dari setiap komponen adalah sebagai berikut:
1. Sensor HCHO berfungsi untuk mendeteksi dan memeriksa formalin.
2. Arduino berfungsi sebagai pengkonversi, pengolah dan pusat kontrol data dari sensor yang diterima.
3. LCD berfungsi untuk menampilkan nilai pengukuran yang dibaca oleh sensor.
4. Buzzer berfungsi penanda berupa bunyi.
Buzzer
3.3 Rangkaian Sistem
3.3.1 Rangkaian Sensor HCHO
HCHO Sensor adalah sensor gas VOC semikonduktor. Desainnya didasarkan pada WSP2110 yang konduktivitasnya berubah dengan konsentrasi gas VOC di udara. Melalui rangkaian, konduktivitas dapat dikonversi menjadi sinyal keluaran yang sesuai dengan konsentrasi gas. Sensor ini dapat mendeteksi gas yang konsentrasinya hingga 1ppm. Ini cocok untuk mendeteksi formaldehida, benzena, toluena, dan komponen volatil lainnya. Produk ini dapat digunakan untuk mendeteksi gas berbahaya di lingkungan rumah. Karena itu, ini adalah asisten yang baik bagi Anda untuk meningkatkan kualitas hidup lingkungan dalam ruangan.
Gambar 3.2 Rangkaian Sensor HCHO
3.3.2 Rangkaian Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga 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). Frekuensi yang mampu dihasilkan oleh piezo buzzer ialah antara 1 – 5 kHz hingga 100kHz pada aplikasi ultrasound. Tegangan yang diperlukan untuk mengoperasikan buzzer ialah 3 – 12 Volt.
Gambar 3.3 Rangkaian Buzzer.
3.3.3 Rangkaian LCD
LCD yang digunakan adalah LCD karakter 16x2, sehingga hanya mampu menampilkan angka, huruf dan simbol sebanyak 2 baris dan setiap baris mampu menampilkan 16 karakter. Catu daya yang digunakan adalah sebesar 5 volt.
Gambar 3.4 Rangkaian LCD
Pada gambar rangkaian di atas pin 1 dihubungkan ke Vcc (5V), pin 2 dan 16 dihubungkan ke Gnd (Ground), pin 3 merupakan pengaturan tegangan Contrast dari LCD, pin 4 merupakan Register Select (RS), pin 5 merupakan R/W (Read/Write), pin 6 merupakan Enable, pin 11-14 merupakan data. Reset, Enable, R/W dan data dihubungkan ke mikrokontroler Atmega8535. Fungsi dari potensiometer (R2) adalah untuk mengatur gelap/terangnya karakter yang ditampilkan pada LCD.
3.3.4 Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3
Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3 dapat dilihat pada gambar 3.3.4 di bawah ini :
Gambar 3.5 Rangkaian sistem mikrokontroler Arduino Uno R3
Dari gambar 3.5, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC Mikrokontroler ATMega328. Semua program diisikan pada memori dari IC ini
sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Pin 12 terhubung ke Gnd dan pin 13 dihubungkan ke Vcc sebesar 5v dan dua buah kapasitor 30 pF. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.
Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.
Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.
3.3.5 Rangkaian Module Bluetooth HC-05
Module Bluetooth HC-05 adalah module komunikasi nirkabel via bluetooth yang dimana beroperasi pada frekuensi 2.4GHz dengan pilihan dua mode konektivitas.
Mode 1 berperan sebagai slave atau receiver data saja, mode 2 berperan sebagai master atau dapat bertindak sebagai transceiver.
Pengaplikasian komponen ini sangat cocok pada project elektronika dengan komunikasi nirkabel atau wireless.
Aplikasi yang dimaksud antara lain aplikasi sistem kendali, monitoring, maupun gabungan keduanya.
Antarmuka yang dipergunakan untuk mengakses module ini yaitu
serial TXD, RXD, VCCserta GND. Serta terdapat LED (built in) sebagai indikator
koneksi bluetooth terhadap perangkat lainnya seperti sesama module, dengan smartphone android, dan sebagainya.
Gambar 3.5 Gambar rangkaian module bluetooth HC-05.
Spesifikasi dari module ini antara lain :
Frekuensi kerja ISM 2.4 GHz
Bluetooth protocol : Bluetooth tipe v2.0+EDR
Kecepatan dapat mencapai 1Mbps pada mode sinkron
Kecepatan dapat mencapai 2.1 Mbps / 160 kbps pada mode asinkron maksimum
Tegangan kerja pada 3,3 – 6 Volt DC
Konsumsi arus kerja yaitu 50 mA
Memiliki modulasi Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK)
Sensitivitas -84dBm (0.1% BER)
Daya emisi 4 dBm
Suhu operasional range -20°C — +75°C
Memiliki keamanan dengan enkripsi data dan enkripsi
Dimensi modul 15.2×35.7×5.6 mm
Module ini dapat digunakan sebagai mode slave (Rx), maupun mode master (TX) dan memiliki 2 metode konfigurasi yaitu AT Mode dan Communication Mode.
Pada AT Mode berfungsi sebagai pengaturan konfigurasi dari HC-05, sedangkan pada Communication Mode berfungsi sebagai komunikasi nirkabel dengan perangkat
3.3.5 Rangakain Keseluruhan Sistem
Gambar 3.6 Rangkaian Keseluruhan Sistem
3.4 Diagram Alir
Diagram alir ini menggambarkan bagaimana urutan proses suatu sistem mulai dari pengolahan data serta prosedur pemecahan masalah dari beberapa sensor dan akan menampilkan nilai juga output dari sistem .
Gambar Diagram Alir 3.7
Buzzer
BAB VI
HASIL DAN PENGUJIAN
4.1 Pegujian Arduino
Pengujian pada rangkaian mikrokontroler Arduino Uno ini dapat dilakukan dengan menghubungkan rangkaian ini dengan rangkaian Arduino yaitu menghubungkan kabel hitam (GDN) ke kaki pin GND pada arduino, menghubungkan kabel merah (VCC) ke pin VSS pada arduino, menghubungkan kabel kuning (signal data) ke kaki 2 arduino. Langkah selanjutnya adalah memberikan program sederhana pada mikrokontroler Arduino, program yang diberikan adalah sebagai berikut:
void setup() {
pinMode( 13, OUTPUT );
}
void loop() {
digitalWrite( 13, HIGH );
}
Tabel 4.1.1 Pengujian Arduino uno
Kondisi Arduino LED pin 3 Arduino
Sebelum diprogram Mati
Setelah diprogram Hidup
4.2 Pengujian Rangkaian Liquid Crystal Display (LCD) 2x16
LCD dihubungkan langsung ke pin digital dari Arduino yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD. Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW.
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low ‗0‘ dan set high ‗1‘ pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. 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‘.Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke Arduino untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
#include <LiquidCrystal.h>
// initialize the library with the numbers of the interface pins
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);//RS,EN,D4,D5,D6,D7
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
// set up the LCD's number of columns and rows
lcd.begin(16, 2);
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
lcd.setCursor(0,0);
lcd.print("LCD SIAP");
}
Perintah di atas menampilkan teks ―LCD SIAP‖. Dengan tertampilnya teks yang dibuat tersebut dapat dikatakan LCD bekerja dengan baik.
Tabel 4.2.1 Pengujian LCD
PIN TEGANGAN (VOLT)
1 0
2 4,99
3 1,22
4 4,85
5 0,01
6 0,02
7 4,96
8 4,90
9 4,90
10 4,90
11 0,11
12 0,22
13 0,15
14 0,03
15 4,99
16 0
Gambar 3.8 pengujian LCD
4.3 Data Pengujian Rangkaian Sensor
HCHO Pengujian sensor formalin didasarkan pada WSP2110 yang konduktivitasnya berubah dengan konsentrasi gas VOC di udara. Semakin banyak kadar formalin yang dideteksi maka semakin besar tegangan output yang dikeluarkan oleh sensor. Karena output sensor ini analog maka sensor dihubungkan ke pin analog pada mikrokontroler.
4.3.1 Tabel Pengujian Sampel Yang Tidak Berformalin
4.3.2 Tabel pengujian sampel berformalin N
O
Pengujian Makanan Waktu Percobaan
Tegangan (V) Persen (%)
1 Ikan 30 s 0,08 0
2 Tahu 30 s 0,21 0
NO Pengujian Makanan Waktu Percobaan Tegangan (V) Persen (%)
1 Ikan 30 s 1,80 30
2 Tahu 30 s 2,36 61
4.4 Pengujian Buzzer
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memastikan buzzer dalam keadaan baik dan dapat digunakan. Dalam pengujian ini alat yang digunakan adalah catu daya 1-5 volt maka langkah yang dilakukan dalam adalah memasangkan kutub positif dan negatif
Tabel 4.4.1 Hasil Pengujian Buzzer No. Pengujian
Makanan
Kadar Formalin
(%)
Kondisi Buzzer Berbunyi atau
Tidak
1 Ikan 0 Tidak
Berbunyi
2 Tahu 0 Tidak
Berbunyi
3 Ikan 30 Berbunyi
4 Tahu 61 Berbunyi
4,5 Pengujian Alat Secara Keseluruhan
4.5.1 Tabel Data Pengujian Formalin Dengan Sensor HCHO Pada Alat No. Pengujian
Makanan
Waktu Percobaan
Tegangan (V)
Kadar Formalin
(%)
Kondisi Buzzer
Keterangan Tidak ada formalin /
Bahaya Formalin
1 Ikan 30 s 0,10 0 Tidak
Berbunyi
Tidak ada formalin
2 Tahu 30 s 0,06 0 Tidak
Berbunyi
Tidak ada formalin
3 Ikan 30 s 1,54 30 Berbunyi Bahaya Formalin
4 Tahu 30 s 2,23 61 Berbunyi Bahaya Formalin
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan pengujian hasil pengukuran maka dapat diambil beberapa kesimpulan:
1. Telah dirancang rancang bangun pendeteksi formalin menggunakan Sensor HCHO sensor berbasis Arduino Uno R3 dalam suatu persen yang dapat diperlihatkan pada tampilan LCD.
2. Pengujian alat pendeteksi formalin pada bahan makanan dapat dideteksi dengan baik di 2 bahan makanan yang berbeda.
3. Semakin banyak kadar formalin yang dideteksi maka semakin besar tegangan output dari sensor .
5.2 Saran
Beberapa tambahan yang diperlukan dalam meningkatkan kemampuan alat ini adalah:
1. Untuk mendapatkan keakuratan yang baik sebaiknya data sensor dibandingkan dengan alat pembanding yang sudah ada
2. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi hasilnya.
3. Pengkalibrasian sebaiknya dilakukan oleh orang yang propesional dan dengan standar yang telah tertelusur.
