!"!
# $ % &
'#'( ) $ % **+,-.,,"
('/( # 0 / 0 ( # )
) 0 0 # 0 ) # / 0 $ #
1 ( 0 # 0 ( 0 (
2 0 3
'# #4 #4 /
(5 )$ 0 ' 5 6 (5 #' / //' 5 6
0 //'0
0 ('/( # 0 )
(5 ( 5 /5 6 (5 0 (# 5 6
!"!
Dengan ini saya nyatakan bahwa saya mengakui semua karya tesis ini adalah hasil kerja saya sendiri kecuali kutipan dan ringkasan yang tiap satunya telah dijelaskan sumbernya dengan benar.
Medan, 24 Juli 2013
8
Sebagai sivitas akademika Universitas Sumatera Utara, saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Ucok Oka Rakasiwi Harahap NIM : 117026003
Program Studi : Magister ilmu Fisika
Jenis karya ilmiah : Tesis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas
Sumatera Utara hak bebas Royalti Non/Eksklusif ( ) atas
tesis saya yang berjudul :
PENDETEKSIAN LOGAM Mn, Fe, DAN Cu DIDALAM AIR DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR KITOSAN YANG TERINTEGRASI PADA
MIKROKONTROLLER AT MEGA 8535
Beserta perangkat yang ada (jika diperlukan) dengan hak bebas royalty Non/Eksklusif ini, Universitas Sumatera Utara berhak menyimpan, mengalih media, memformat, mengelola dalam bentuk data/base, merawat dan mempublikasikan tesis saya tanpa meminta izin dari saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis dan sebagai pemegang dan atau sebagai pemilik hak cipta.
Demikian pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya.
Medan, 25 juli 2013
(Ucok Oka Rakasiwi Harahap)
$ 3 9
// -: -,*"
0 (5 )$ 0 ' 5 6
//'0 *5 (5 #' / //' 6
-5 (5 ( 5 / 6
"5 (5 % 0 5
&
8
Nama Lengkap berikut gelar : Ucok Oka Rakasiwi Harahap,ST, S.Pd
Tempat dan Tanggal Lahir : Sibolga, 5 Juni 1979
Alamat Rumah : Jln.Murai No.34 Kelurahan Aek Manis Sibolga
Telepon/ HP : 0813 62111 805
E/mail : rakasiwioka@yahoo.com
Instansi Tempat Kerja : SMK Negeri 3 Sibolga
Alamat Kantor : Jln.R.Suprapto,Kecamatan Tukka, Sibuluan Raya Sibolga/Tapanuli Tengah
SD : Negeri 081239 Sibolga Tamat : 1991 SMP : SMP Negeri 1 Sibolga Tamat : 1994
SMU : SMU Negeri 2 Sibolga Tamat : 1997
Strata/ 1 : FTI/Teknik Mesin ITM Tamat : 2003
: FKIP MIPA/Fisika UMTS Tamat : 2007
Puji syukur kehadirat Allah SWT Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmad, taufik dan hidayah/Nya sehingga tesis ini dapat diselesaikan. Shalawat beriring salam atas junjungan Rasulullah Muhammad SAW, beserta keluarga dan sahabatnya yang telah memberikan petunjuk bagi umat manusia menuju kejalan yang benar.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah saya mengucapkan terimakasih yang sebesar/besarnya kepada :
Kepala BAPPEDA Provinsi Sumatera Utara beserta jajarannya yang telah memberikan Beasiswa kepada kami selaku guru yang bertugas didaerah Sibolga khususnya dan di Provinsi Sumatera Utara pada umumnya sehingga kami dapat menyelesaikan pendidikan Magister ilmu Fisika sebagai wujud program peningkatan mutu/kompetensi guru di Sumatera Utara
.Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. dr. Syahril Pasaribu, DTM&H, M.Sc(CTM), Sp.A(K), atas kesempatan yang telah diberikan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains ilmu Fisika.
Dekan Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara, Dr. Sutarman,M. Sc. atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Program Pascasarjana FMIPA Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Fisika, Dr. Nasruddin MN., M.Eng.Sc., Sekretaris Program Studi Magister Fisika, Dr.Anwar Dharma Sembiring, M.S., beserta seluruh Dosen pada Program Studi Magister Fisika Program Pascasarjana Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara.
Terimakasih yang tak terhingga dan penghargaan setingi/tinginya Penulis ucapkan kepada :
1. Ayahanda tercinta Alm.Amir Hamzah Harahap dan Ibunda Hj.Rosliana Siregar yang telah membesarkan dan selalu membimbing sekaligus penyemangat bagi kehidupan penulis yang tak terhitung nilainya dan tak terbalas jasanya sampai kapan pun.
2. Tulang Alm.Ir.H.Ichwan Saleh Siregar dan Nantulang Hj.Sri Khuzaimah Lubis yang telah memotivasi dan mendukung penulis.
dorongan, bimbingan dan arahan, dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing penulis hingga selesainya penelitian ini.
4. Bapak Dr. Nasruddin MN, M.Eng.Sc., bapak Dr.Anwar Dharma Sembiring,MS, dan Ibu Dr.Susilawati, M.S selaku penguji yang telah banyak memberikan masukan dan saran dalam penyempurnaaan tesis ini.
5. Terkhusus buat Isteri tercinta dr.Indrina handayani Siregar yang telah memotivasi penulis, My lovely Shafalia Rizky Raka Harahap (Puteri tersayang) yang selalu ada dihati penulis.
6. Kakanda Ferie Putra Amros Harahap,SKM/kel, beserta adinda/adindaku tercinta Vera Fitri Amros Hrp,AM.Keb/kel, Suasana Krisna Hrp,AM.Keb/kel, Raja Aman Hrp,S.PdI, dan Cok Haratua,ST yang selalu ada dihati penulis.
7. Kepala Laboratorium Polimer FMIPA USU, Kepala Laboratorium Penelitian FMIPA USU, beserta staf atas fasilitas dan sarana yang telah diberikan selama penelitian.
8. Kepala Dinas Pendidikan Kota Siboga Alpian Hutauruk,M.Pd, Kepala SMK Negeri 3 Sibolga Drs.Awaliul Ramdani,beserta Dewan guru SMK Negeri 3 Sibolga yang telah membantu dan memberikan kesempatan kepada penulis untuk melanjutkan pendidikan Program magister Ilmu Fisika Di Universitas Sumatera Utara.
9. Rekan/rekan Magister ilmu fisika universitas sumatera utara angkatan 2011,khususnya buat sahabat yang ada di tasbi.
Tidak menutup kemungkinan tesis ini masih kurang sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pihak pembaca demi kesempurnaan tesis ini.
Medan,24 Juli 2013
Penulis
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan logam didalam aquades.
! "
#$ $% &%% !! ' ( ) * !
( ! !
! + ,#- + .,- !
! ' ' (/ ! !
! '
! "
! 0 ( ! #%
! !
( 1
! ( .
' ! '
" #% (2 ! + !
-' ( /
! ' !
" (
#
8
1
& 1
1
8 1
8 ;
;
8 ;
8 ;
8 8 <<<<<<<<<<<<<<<<<<<55 *
1.1. Latar Belakang ...1
1.2. Perumusan Masalah ………4
1.3. Tujuan Penelitian ...5
1.4 Manfaat Penelitian ...5
1.5 Batasan Masalah ...5
8 8 55555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555555 . 2.1 Sensor ...6
2.1.1. pengertian Umum Sensor ... 7
2.1.2. Sensor Kimia (Chemical sensor)……….. 8
2.2.Kitosan ………8
2.2.1. Sumber dan mutu kitosan ...9
2.2.2. Sifat Fisika/ Kimia Kitosan ...10
2.2.3. Sifat Kitosan sebagai zat anti bakteri ...11
2.3. Mikrokontroller AT Mega 8535 ...12
2.3.1.Konfigurasi pin AT Mega 8535 ...14
DAFTAR TABEL
Nomor
Tabel Judul Halaman
DAFTAR GAMBAR
2.9 Hubungan konduktivitas dengan konsentrasi... 24
2.10 Tembaga sulfat ... 26
2.11 Besi sulfat……… 28
2.12 Mangan sulfat ………. 29
3.1 Rangkaian peralatan sensor kitosan ……… 30
3.2 Skema rangkaian pengujian ………. 33
3.3 Diagram alir penelitian ... 35
4.2
!"!
8
Film dari kitosan yang mampu untuk mendeteksi keberadaan unsur Mn, Fe, dan Cu didalam air aquades pada konsentrasi 25,50, dan 100 ppm . Kitosan yang dipergunakan disintesis dari kulit udang dan kepiting. Kitosan memiliki potensi yang besar sebagai biosensor karena keberadaan gugus amino (/NH2) dan gugus hidroksil (/OH) dalam struktur molekulnya yang memberikan titik aktif yang akan berinteraksi dengan ion logam.Dari hasil pendeteksian kemampuan pengulangan,kecepatan respon, stabilitas,dan sensitivitas yang dilihat pada grafik untuk sensor ini menunjukkan bahwa material sensor mampu mendeteksi keberadaan ion logam didalam aquades pada suhu kamar dan tingkat kelembaban tertentu.Waktu tanggap dari sensor adalah sekitar 20 detik sejak ion dalam fasa gas tedeteksi terhadap permukaan sensor dalam kondisi suhu dan kelembaban udara yang berbeda. Disamping itu diperoleh juga bahwa nilai Tegangan pada sensor meningkat ketika konsentrasi Senyawa Mn,Fe, dan Cu dinaikkan. Disisi lain, ketika paparan deteksi ion logam dihilangkan,sensor menunjukkan kemampuan untuk pulih kembali dengan cepat dan baik selama 20 s.Dari pengukuran berulang yang dilakukan, dapat dilihat bahwa sensor kitosan juga menunjukkan hasil yang konsisten. Oleh karena itu, kitosan memiliki potensi besar untuk dimanfaatkan sebagai bahan yang baru untuk mendeteksi keberadaan logam didalam aquades.
! "
#$ $% &%% !! ' ( ) * !
( ! !
! + ,#- + .,- !
! ' ' (/ ! !
! '
! "
! 0 ( ! #%
! !
( 1
! ( .
' ! '
" #% (2 ! + !
-' ( /
! ' !
" (
8 8
*5*5 8
Perkembangan teknologi piranti elektronika yang seiring dengan perkembangan protokol komunikasi dan informasi yang ada sekarang telah membawa kita menuju suatu sensor (alat deteksi) generasi baru yang murah, akurat dan memiliki daya jangkau yang lebih luas. Kemajuan di bidang desain, material, dan perancangan konsep akan membawa dampak positif pada penurunan ukuran, berat, dan daripada sensor itu sendiri secara signifikan sehingga didapat sensor dengan kemampuan yang jauh melebihi yang ada sekarang. Dengan begitu, teknologi deteksi ( ) dan pengaturannya kini memiliki potensi untuk berkembang dengan pesat, tidak hanya di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi tetapi juga meliputi berbagai bidang aplikasi secara luas.
Dengan kemampuan sensor yang ada sekarang dan pencemaran lingkungan yang terjadi di belahan bumi manapun dapat dideteksi menggunakan sensor untuk mencegah pencemaran yang lebih luas lagi, terutama pencemaran air terhadap kandungan logam yang berbahaya pada manusia.
Air minum selalu mengandung partikel yang terlarut yang tidak tampak oleh mata yang dikenal dengan TDS (/ 4 ) seperti partikel padatan berupa logam.Pada penelitian ini jenis senyawa logam yang akan dideteksi adalah besi (Fe), Mangan (Mn), Tembaga (Cu), karena ketiga unsur ini yang sering dijumpai sebagai ion pengotor pada molekul air, mudah larut air dan sangat membahayakan bagi kesehatan manusia (Soemirat,2003).
Oleh karena itu dalam penelitian ini digunakanlah sensor kitosan sebagai upaya untuk memantau dan mendeteksi potensi terjadinya pencemaran air terutama kandungan ion logam didalam air.
cepat,membutuhkan daya rendah dalam hal pengoperasian, dan dapat digunakan lebih dari sekali pemakaian (Alif Faiza,2013)
*5-5
1.Apakah logam Mn,Fe, dan Cu didalam air aquades dapat dideteksi menggunakan Sensor Kitosan?
2.Seberapa besar kemampuan Sensor film kitosan dapat mendeteksi keberadaan unsur/unsur logam didalam air aquades?
3.Berapa lama waktu yang dibutuhkan sensor kitosan saat pengeksposan ion logam didalam Aquades dan saat pemulihan + -(
*5"5 8
Adapun yang menjadi batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1.Sampel yang digunakan adalah larutan Fe, Mn dan Cu yang diinjeksikan kedalam air aquades
2.Konsentrasi logam yang dideteksi divariasikan dari 25 ppm,50 ppm dan 100 ppm 3.Pendeteksian dilakukan menggunakan Sensor Kitosan
4.Mikrokontroller yang digunakan adalah AT MEGA 8535
*5:5
1.Karakterisasi elektris Sensor Film Kitosan terhadap pengeksposan logam Mn,Fe, dan Cu pada konsentrasi 25 ppm,50 ppm, dan 100 ppm
2.Menentukan waktu respon / pemulihan, stabilitas sensor pada suhu kamar (200C/ 300C) dan kelembaban relatif udara (50% / 80%)
*5!5
Adapun manfaat penelitian yang diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Memperoleh ilmu pengetahuan baru tentang kemampuan Kitosan sebagai bahansensor untuk mendeteksi logam didalam aquades.
8 8
-5*5
-5*5*5 / (0 # # '(
Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor untuk menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur, tekanan, gaya, medan magnet cahaya, pergerakan dan sebagainya. Klassifikasi sensor dari segi fungsi secara umum terdiri atas 3 jenis, yaitu:
1. Sensor Thermal/ Panas 2. Sensor Optik/ cahaya 3. Sensor Mekanis
4. Sensor Kimia ( )
1. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan, aliran, dsb.Contoh : 7 1 / mengukur tekanan, 8
/mengukur Gaya,9 /mengukur sudut putaran
2. Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi cahaya dari sumber cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.
Contoh; ! ! ! ! ! ! , dsb
3. Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya.
4. Sensor kimia ( )
Sensor ini didesign dan digunakan untuk menganalissa keadaan ataupun adanya kadar suatu zat kimia .Sensor ini termasuk non/essensial ( bukan sensor dasar) .Menurut klassifikasi sensor secara umum, maka sensor film kitosan yang digunakan ada penelitian ini tergolong kedalam jenis sensor kimia.
A. Klasifikasi sensor kimia
Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya :
yaitu sensor yang bekerja berdasarkan reaksi kimia yang menhasilkan besaran elektrik seperti resistansi, tegangan, arus atau kapasitas ( tidak ada proses tranduser)
Gambar 2.1.1. Direct sensor
!
yaitu sensor yang tidak secara lansung menghasilkan besaran elektrik melainkan dibutuhkan bantuan tranduser lain pada sensornya untuk menhasilkan besaran elektrik
Gambar 2.1.2. Complex sensor
.
Contoh sensor ini yaitu Tin Dioxide SnO2, sensor ini digunakan untuk mendeteksi gas seperti Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH).
/
ChemFET adalah sebuah field effect taransistor kimia.Sensor ini mendeteksi H2 di udara, O2 didarah, dan beberapa gas yang digunakan dalam militer seperti NH3, CO2, dan explosive gas
!
1
Sensor ini adalh klas specila dari sensor kimia, sensor ini digunakan untuk mendeteksi organisme, sel, organel, enzim, receptor, antibodi, dan lainnya. Contoh disini yaitu bichemical sensor untuk mendeteksi enzim
Gambar 2.1.3 1
Cara kerja
Untuk memilih jenis sensor yang sesuai dengan kebutuhan,perlu diperhatikan beberapa syarat sebagai berikut (D Sharon, dkk,1982) :
1.
yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang dideteksinya. Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai gambaran sebuah inkubator bayi yang dilengkapi dengan sensor yang memiliki sensitifitas yang tinggi
2. Waktu respon dan waktu
Waktu respon dan waktu yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya. Semakin cepat waktu respon dan waktu maka semakin baik sensor tersebut. Tanggapan waktu pada sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan (janata 2001).
Gambar 2.2. Waktu respon
3. Akurasi
Akurasi yaitu kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai konvensi,nilai sebenarnya atau nilai rujukan (Miller dan Ermer, 2005)
:(9
9 yaitu derajat kesamaan antara hasil yang terukur dari pengambilan sampel yang bervariasi
! yaitu kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan spesifik dengan adanya komponen/komponen lain, seperti ketidak murnian sampel yang akan dideteksi
;( Batas deteksi (8 4
Batas deteksi (8 4 ) yaitu konsentrasi terendah dalam sampel yang masih dapat dideteksi meskipun tidak selalu dapat dikuantifikasi.
7. 8
8 yaitu parameter yang dipakai untuk melihat respon metode terhadap variasi jumlah sampel, apakah jumlah sampel akan menaikkan respon (Gandjar dan Rohman, 2007)
8. Stabilitas dan daya tahan
Stabilitas dan daya tahan yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten memberikan besar sensitifitas yang sama terhadap suhu, serta seberapa lama sensor tersebut dapat terus digunakan.
Kitosan biasanya ditemukan di alam sebagai , yang secara natural merupakan
komponen berupa ! yang dibentuk dari n /2/ /2/
/d/ melalui ikatan β/(1,4) . Kitosan terbentuk ketika beberapa dihilangkan dari . Pada tiga dekade terakhir kitosan digunakan dalam proses air. Apabila kitosan disebarkan diatas permukaan air, mampu menyerap lemak, minyak, logam berat, dan zat yang berpotensi sebagai toksik lainnya, (Kumar 1998).
Senyawa kimia dan kitosan mudah menyesuaikan diri, bersifat
(a) (b)
#4 ( -5"5 > ? (4 ) 0' >4? # # 0'
Kitosan mempunyai gugus amin yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak serta kemampuannya membentuk maka kitosan dapat berperan sebagai komponen yang reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, penstabil, pembentuk film, penjernih, flokulan dan koagulan (Shahidi, 1999).
-5-5* #4 ( 0 0'
Kitosan merupakan merupakan polimer karbohidrat alami yang dapat ditemukan dalam kerangka dari , seperti kepiting, udang dan , serta dalam * ! laut, termasuk karang dan < . Selain terdapat pada hewan laut kitin juga ditemukan pada serangga, seperti kupu/kupu dan kepik yang juga memiliki kandungan kitin di sayap mereka, serta terdapat di dinding sel ragi dan jamur (Shahidi dan Abuzaytoun 2005). Mutu kitosan dapat ditentukan berdasarkan parameter fisika dan kimia, parameter fisis diantaranya penampakan, ukuran ( * ) dan viskositas, sedangkan parameter kimia yaitu nilai proksimat dan derajat (DD). Semakin baik mutu kitosan semakin tinggi nilai derajat
dan semakin banyak fungsinya dalam aplikasinya.
-5-5- @ 0 ) A # 0'
Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah gugus hidroksil (/OH) dan gugus amina (/NH2) pada rantainya, merupakan polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat netral dan asam seperti selulosa, dekstran, peptin,dan agarose. (Kumar, 2000).
Kelarutan kitosan sangat dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi, dan rotasi sfesifiknya. Beragamnya rotasi spesifik bergantung pada sumber dan metode isolasi serta transformasinya. Dalam bentuk netralnya, kitosan mampu mengkompleks ion logam berat berbahaya seperti Cu, Cr, Cd, Mn, Co, Pb, Hg, Zn, dan Pd. >Sugita et al., 2009). Kitosan hasil dari , larut dalam asam encer seperti dan . Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu mudah dibentuk menjadi ! , larutan, , pasta, membran dan serat yang sangat bermanfaat dalam aplikasinya khususnya pada teknologi sensor. (Kaban., 2007).
Produksi kitosan dapat dilakukan secara kimia dan enzimatis. Produksi kitosan secara termokimia menggunakan alkali kuat seperti NaOH pada suhu tinggi, namun proses ini menghasilkan mutu kitosan yang beragam dan menghasilkan limbah dan produk samping yang berpotensi bagi lingkungan. Produksi kitosan secara enzimatis, yakni enzimatis dengan kitin destilase (CDA) dalam bentuk larutan kitosan akan berlangsung lebih mudah, reaksinya lebih homogen disetiap bagian larutan. Menurut hasil penelitian Kolodziesjska, 2000, enzimatis terhadap /kitosan dalam bentuk larutan dapat mencapai derajat 88/99 %. Proses pembuatan kitosan secara enzimatis lebih mudah dikendalikan, spesifik dan meminimalkan produk samping (Tsigos ( 2000). Produk samping yang dapat diminimalkan untuk menjadi produk * ' diantaranya adalah protein dan beberapa produk turunan lainnya.
Kitosan sebagian besar diperoleh dari bahan baku cangkang , kapang, cumi / cumi dan lain/lain, melalui proses demineraisasi menggunakan HCl 1:7 (v/v), dilanjutkan dengan proses ! menggunakan NaOH 1:10 (v/b), dan deasetilasi menggunakan NaOH 50%. Masing/masing proses memiliki tujuan yang berbeda. Proses bertujuan untuk menghilangkan kandungan mineral dalam cangkang, ! bertujuan untuk menghilangkan protein yang terdapat pada cangkang, sedangkan proses deasetilasi bertujuan untuk menghilangkan
-5-5" @ 0A @ 0 0' 4 / B 0 0 A8 )0 (
Kitosan dapat digunakan sebagai antibakteri dengan mekanisme kitosan dapat berikatan dengan protein membran sel, diantaranya glutamat yang merupakan komponen membran sel. Menurut (Simpson, 1997), hal ini dapat ditunjukan pada
! dan . Selain berikatan dengan
protein membran, terutama ! ! (PC) sehingga menyebabkan permeabilitas (IM) menjadi meningkat dan dengan meningkatnya permeabilitas IM memberi jalan yang mudah untuk keluarnya cairan sel, khususnya pada setelah 60 menit komponen enzim β/ galaktosidase dapat terlepas. Hal ini menunjukan bahwa cairan sel dapat keluar dari sitoplasma dengan membawa komponen metabolit lain dan menyebabkan terjadi lisis.
Adanya peningkatan lisis ini menyebabkan terhentinya pembelahan sel (regenerasi) dan menyebabkan bakteri mati. (Tsai dan Su 1999) juga melaporkan bahwa kitosan dapat menghambat pertumbuhan ( . Adanya penghambatan ini disebabkan oleh adanya keelektromagnetifan permukaan sel ( ( Aktivitas antibakteri oligomer kitosan beragam tergantung jenis bakteri uji. Bakteri gram positif
yaitu 8 1 dan ( lebih dihambat oleh
kitosan dibandingkan oligomernya, sedangkan bakteri gram negatif seperti
9 , ! dan ( lebih dihambat oleh
bentuk oligomernya dengan DP 1/8 menggunakan selulase.
-5" )(')' 0(' ( !"!
Mikrokontroler sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah ada terlebih dahulu muncul mikroprosesor. Bila dibandingkan dengan mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan, diantaranya :
1.Tersedianya I/O
I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah PPI 8255. (Syahrul.2012)
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC memori eksternal. Dengan kelebihan/kelebihan di atas, ditambah dengan harganya yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke mikrokontroler. Namun demikian, meski memiliki berbagai kelemahan, mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu
kemasan IC. Mikrokontroler AVR (0 ? @ A ! ) standar
#4 ( -5:5 8 ') /( # / !"!
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai berikut :
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. Watchdog Timer dengan osilator internal. 6. SRAM sebesar 512 byte.
7. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9. Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
-5"5* ' @ / ( / !"!
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah, dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin
! B ! sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang masing/masingnya terdiri atas 8 pin. Pin/pin lainnya digunakan untuk keperluan rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk lebih jelasnya, (Agus, 2005). konfigurasi pin AT Mega8535 dapat dilihat pada gambar 2.3.
Berikut ini adalah susunan pin/pin dari ATMega 8535 :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya 2. GND merupakan pin
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, Komparator Analog, dan / .
7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).
-5"5- '(0A '(0 0# / !"! / 2
*5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan. Bit/bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port A yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.
-5 '(0 8
Merupakan 8/bit port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit/bit DDRB diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin/pin port B juga memiliki untuk fungsi/fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Fungsi Pin/pin Port B
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
! !resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data 4 !
C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit/bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki fungsi alternatif sebagai untuk B 2.
:5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA dan dapat mengendalikan display 8 4 secara langsung. Data 4 port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit/bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin/pin port D juga memiliki untuk fungsi/ fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut :
Tabel 2.2. Fungsi Pin/pin Port D
!5
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 maka system akan di/reset.
1. Peta Memori AT Mega8535
2. Program Memory
AT Mega8535 memiliki . ! A !
untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi
menjadi dua bagian, yaitu 1 dan 0!! . 1
digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
0!! digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada 0!!
juga sudah aman.(Agus,2005).
Gambar 2.6. Peta Memori Program
3. Data Memory
.
Gambar berikut menunjukkan peta memori pada AT MEGA 8535. Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register terdiri dari 64 register.
-5"5"5 '# ) ( 9 / !"!
Peralatan komunikasi Serial pada AT Mega8535 sudah terintegrasi pada system Chip. Dan masing/masing registernya baik data maupun kontrol dihubungkan dengan register Input/Output atau Port, sebagaimana peralatan lainnya. Sehingga User (kita) cukup hanya mengakses register/register yang berhubungan dengan Serial inilah untuk mempengaruhi atau memanipulasi peralatan tersebut. Data dikirim melalui beberapa jalur data. Biasanya masing/masing dengan kabel tersendiri.Pada prisipnya register/register peralatan ini hanya 5 buah. UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, dan UBRR. (Wardhana .2006)
-5"5:5 C (2 0 9 2 > ? -;*.
Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu system dengan menggunakan mikrokontroler. LCD (8 " 4 ! ) dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah LCD 16 x 2 yang artinya lebar display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin konektor(Agus. 2005).
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin/pin LCD antara lain:
= > *? Merupakan sumber tegangan +5V
,= > -? Merupakan sambungan ground.
= > "? Merupakan input tegangan Kontras LCD. / 0 ( 60 > :? Merupakan Register pilihan 0 = Register
Perintah, 1 = register data D& > !? Merupakan read select, 1 = read, 0 =
write.
pengiriman Atau pembacaan data , E + > + E *:? : Merupakan Data Bus 1 /7
' > *!? : Merupakan masukan tegangan positif backlight
0' > *.? :Merupakan masukan tegangan negatif Backlight
Gambar 2.8. LCD 2 x 16
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sebuah data sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu dan berikutnya di set.( Afrie. 2011)
-5"5!5 / 29 (0 (#
HyperTerminal adalah sebuah program yang dirancang untuk melaksanakan fungsi komunikasi dan emulasi terminal.Juga dikenal sebagai HyperTerminal, program ini telah ditawarkan sebagai bagian dari sistem operasi Microsoft sejak peluncuran Windows 98. Pada dasarnya, Hyper Terminal memungkinkan pengguna komputer memanfaatkan komputer lainnya untuk berhubungan antara dua system.
komputer samada menggunakan modem, kabel modem atau sambungan ethernet (TCP/IP= winsock) juga tatacara kawasan seperti bit pada saaat (bps).
Rancangan aslinya untuk HyperTerminal memungkinkan anda untuk menggunakan jalur telepon standar membuat koneksi dialup antara dua komputer. Program ini akan memanfaatkan modem internal dari host atau komputer utama dan menggunakan layanan seperti Telnet untuk membuat sambungan ke komputer sekunder. Sambungan ini dapat dimanfaatkan untuk mentransfer data dan file dari satu sistem ke yang lainnya, tanpa perlu menyimpan data untuk beberapa jenis perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke sistem lainnya. Bersama dengan membuat transfer data antara dua komputer proses yang relatif mudah, HyperTerminal juga memungkinkan sistem utama untuk mengakses dan memanfaatkan layanan halaman pemberitahuan yang terletak di sistem kedua. Program ini juga dapat digunakan untuk memecahkan masalah masalah dengan modem, atau membantu untuk memastikan modem yang baru dipasang berfungsi dengan benar.
HyperTerminal memanfaatkan port serial dan kontrol yang terkait dengan perangkat eksternal. Perangkat ini dapat bervariasi dan meliputi opsi sebagai peralatan komunikasi radio, robot, dan alat/alat yang digunakan untuk pengukuran ilmiah dan usaha serupa. Koneksi yang disediakan oleh HyperTerminal memudahkan untuk mengambil data dari sumber/sumber ini, serta dapat mengeksekusi perintah ke perangkat dari sistem komputer utama.
Ketika memeriksa status dari pengoperasian perangkat seperti modem selaras dengan benar dan bahwa perintah untuk mengaktifkan dialer pada modem berfungsi dengan baik. niasanya HyperTerminal seolah/olah mengirim perintah ke modem dan perangkat yang bekerja melalui semua langkah untuk mendirikan konektivitas dengan jaringan. Mengakses HyperTerminal dapat dilakukan dengan mudah dengan cara menggunakan menu Start dari setiap sistem berbasis Windows.
-5"5.5 8 $ #('/( # )(')' 0(' (
kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan CodeVisionAVR merupakan software C/cross Compiler, dimana program dapat ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated development Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,link, pembuatan kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC mikrokontroler AVR dapat menggunakan System programmable Flash on/Chip mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan hubungan serial SPI.
-5"5+5 ' 1 ' =
CodeVisionAVR merupakan sebuah cross/compiler C, Integrated Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross/compiler C mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit, semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi/fungsi berikut:
Set/up akses memori eksternal Identifikasi sumber reset untuk chip Inisialisasi port input/output
Inisialisasi interupsi eksternal Inisialisasi Timer/Counter Inisialisasi Watchdog/Timer
Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang digerakkan oleh interupsi
Inisialisasi Antarmuka SPI Inisialisasi Antarmuka Two/Wire Inisialisasi Antarmuka CAN\
Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan Real/Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
Inisialisasi Bus 1/Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20 Inisialisasi modul LCD
-5"5 5 = 8 6
Microsoft Visual Basic (sering disingkat sebagai VB saja) merupakan sebuah bahasa pemrograman yang menawarkan Integrated Development Environment (IDE) visual untuk membuat program perangkat lunak berbasis sistem operasi Microsoft Windows dengan menggunakan model pemrograman (COM). Visual Basic merupakan turunan bahasa pemrograman BASIC dan menawarkan pengembangan perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat.
-5:5 '/ # 4 ( 0
Logam menurut pengertian awam adalah barang yang padat dan berat yang biasanya selalu digunakan oleh orang untuk alat/alat dapur atau untuk perhiasan, yaitu besi, baja, emas, dan perak. Padahal masih banyak logam lain yang sangat kecil dan penting serta berperan dalam proses biologis makhluk hidup, misalnya selenium, kobalt, mangan, dan lain/lain.
-5:5*5 4 / 2 % ( 0 0 ($ 9 ' )0 1 0
Bila nilai Konduktivitas senyawa lebih besar maka dikatakan senyawa tersebut mengion secara sempurna. Air memiliki sifat lebih mudah berikatan dengan ion/ion sehingga berpengaruh terhadap mobilitas ion/ion senyawa dalam larutannya.Hal ini menyebabkan nilai Konduktivitasnya lebih besar bila suatu senyawa dilarutkan kedalam air,dan semakin besar konsentrasi dari senyawa tersebut maka akan semakin besar pula konduktivitasnya
Gambar 2.9. Konduktivitas dengan konsentrasi
Menurut Soemirat (2003), definisi logam adalah elemen yang dalam larutan air dapat melepaskan satu atau lebih elektron dan menjadi kation. Sedangkan logam berat adalah unsur logam yang mempunyai densitas > 5 g/cm3. Logam berat masih termasuk golongan logam dengan kriteria/kriteria yang sama dengan logam/logam lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya menimbulkan efek/efek khusus pada makhluk hidup. Semua logam berat dapat menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi jika sejumlah logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski semua logam berat dapat mengakibatkan keacunan atas makhluk hidup, sebagian dari logam/logam berat tersebut tetap dibutuhkan oleh makhluk hidup.
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan (Vogel ,A.I. 1994).
Unsur Cu ini berasal dari limpasan air yang bercampur abu terbang (flying ash) dan abu dasar(bottom ash),dan juga dapat timbul dari proses pembersihan menggunakan zat kimia pada pipa/pipa boiler serta air buangan dari cooling tower.Dalam konsentrasi sangat rendah tembaga esensial terhadap organisme,dan dalam konsentrasi tinggi akan berubah menjadi toksin yang berbahaya (Ringwood 1992 dan Richmond 2005).Tembaga menempati golongan 11 pada tabel periodik,nomor atom(NA) 29,bobot atom(BA)63.546.Tubuh manusia secara normal mengandung 1,4/ 2,1 mg Cu per/kg berat badan. Parameter ini dihasilkan dari buangan/blow down air dari cooling tower.Sifat fisik unsur ini keelektronegativan 1,90 (skala Pauling),konduktivitas termal 401 wm/1.k/1, dan hambatan elektris(200C) 16,78 µ .Ώ.m
(http:// id.wikipedia.org/Tembaga)
#4 ( -5*,5 Tembaga Sulfat (CuSO4)
-5:5"58 > ?
Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi (Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang tinggi dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta perkakas dapur. Pada air yang tidak mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe2+ yang cukup tinggi, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi menjadi (Fe(OH)3), dimana (Fe(OH)3) ini sulit larut pada pH 6 sampai 8.
pelepasan ion Fe2+ dari bahan/bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002), kehadiran ion Fe2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan/gangguan seperti :
1. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami degradasi.
2. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air yang mengambarkan rasa metalik,astrinogent atau obat
Sedangkan besi sulfat adalah yang mempunyai rumus senyawa Fe(II)SO4 adalah ferro sulfat,Coperras atau green Vitrol.bentuknya berupa serbuk warna hijau kebiruan /granula tidak berbau dan rasa seperti garam,segera teroksidasi pada udara lembab.pH 3,7,mudah larut dalam air,tidak larut dalam etanol,dan cepat larut dalam air mendidih.
Beberapa macam molekul dari besi(II)sulfat adalah monohidrat(FeSO4 H2O),tetrahidrat(FeSO44H2O),pentahidrat(FeSO4 5H2O),dan heptahidrat (FeSO4 7H2O).
Gambar 2.11. Besi sulfat
-5:5:5 / > ?
Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki simbol Mn. Mangan ditemukan oleh C 7 pada tahun 1774 di Swedia. Logam mangan berwarna putih keabu/abuan dan berbentuk padat dalam keadaan normal. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Ia adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira/kira 12500C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan hidrogen.(Gabriel, 2001).Sifat fisik dari Mn adalah elektronegativitas 1,55 (skala Pauling),konduktivitas termal 7,81 wm/1.k/1,keterhambatan elektris(200C) 44 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Mangan).
merupakan logam yang tidak hanya perlu bagi hidup manusia tetapi juga beracun ketika konsentrasinya terlalu tinggi dalam tubuh manusia.
Mangan sulfat (MnSO4) dengan berat molekul 169,01gr/mol,warna merah light,titik didih 8500C,melting point 7000C,berat jenis 2,95,dan mudah larut dalam air panas dan dingin
Gambar 2.12 Mangan sulfat .MnSO4
-5!5 ') 0 '/ # 8 ( 0
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe, Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi, logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan pencernaan.
8 8
"5*.&
Waktu penelitian dimulai dari bulan Januari/ Juni 2013.Adapun penelitian ini dilakukan :
1.Perangkaian Sensor Kedalam Sistem Pembacaan Terkomputerisasi dilakukan di Laboratorium Fisika Dasar,LIDA USU
2.Proses pendeteksian Logam cair Besi (Fe),Mangan (Mn),dan Tembaga (Cu) dan Pengambilan data yang bervariasi dan grafik sebagai bentuk Karakterisasi Sensor Film Kitosan di Laboratorium Fisika Dasar,LIDA USU.
1.Tahap pertama adalah perangkaian sensor Film Kitosan pada alat elektronik pendukung Mikrokontroller berbasis AT MEGA 8535 dengan pembacaan data keluaran sensor secara terkomputerisasi.
2.Tahap kedua dilakukan pendeteksian terhadap logam cair Fe,Mn,dan Cu yang didinjeksikan kedalam air.Data tegangan keluaran sensor yang bervariasi terhadap jenis dan konsentrasi logam direkord dan ditampilkan dalam bentuk grafik pada komputer.
Fungsi: sebagai tempat sensor disaat pengujian. 3. Alat uji sensor basis mikrokontroller At mega 8535
Fungsi: untuk membaca nilai tegangan yang dihasilkan sensor yang dapat di integrasikan ke komputer.
4. Multimeter
Fungsi: untuk menguji konektivitas dari sensor. 5. Komputer/ 8 ! !
Fungsi: sebagai dari Alat uji sensor basis mikrokontroller Atmega8535, yang membantu dalam mengolah data hasil record alat tersebut.
6. Pompa Udara
Fungsi: sebagai pembentuk sekaligus pendorong molekul uap air kedalam , selama pengujian berlangsung.
7. Katup/keran
Fungsi: sebagai penutup/pembuka aliran udara. 8. Selang
Fungsi: sebagai penyalur aliran udara dan uap air kedalam . 9. Tabung uji
Fungsi: sebagai tempat sampel yang akan diuji. 10.Tabung sampel pengenceran lagi sesuai dengan kadar yang diinginkan.
15. !
Fungsi: sebagai penakar serbuk saat penimbangan.
16. 9 !
Fungsi: sebagai tempat sampel yang sudah di timbang.
-58 $
1. Serbuk MnSO4
Fungsi: sebagai zat yang akan dilihat pengaruhnya terhadap nilai yang dikeluarkan oleh sensor.
2. Serbuk CuSO4
3. Serbuk FeSO4
Fungsi: sebagai zat yang akan dilihat pengaruhnya terhadap nilai yang dikeluarkan oleh sensor.
:( 0"
Fungsi: sebagai pelarut bahan sampel dalam melakukan pengujian.
$(
Fungsi: sebagai pengering udara dalam setelah dilakukan pengujian terhadap sampel.
"5 (' (
A.Persiapan Sampel dengan konsentrasi 100 ppm,50 ppm, dan 25 ppm
1.Disiapkan peralatan dan bahan yakni: serbuk MnSO4, FeSO4, CuSO4, timbangan
digital, plastik strip, ! , pipet tetes volume, tabung sampel.
2.Ditimbang masing/masing sampel sebanyak 100 mg, 50 mg,dan 25 mg dan tempatkan dalam tiap plastik strip.
3.Dilarutkan setiap sample kedalam 1 L aquades, sehingga terbentuk larutan sampel konsentrat.
4.Untuk membuat larutan dengan konsentrasi 100 ppm, ambil sebanyak 100 mg larutan konsentrat yang telah ditimbang dan encerkan kedalam 1 L aquades.
5.Ditempatkan larutan berkonsentrasi 100 ppm tersebut ke tabung sampel untuk kemudian dilakukan pengujian ke setiap jenis sampel.
6.Dilanjutkan prosedur penyediaan sampel untuk konsentrasi 50 ppm, dan 25 ppm dengan cara yang sama.
:5 / 3
Gambar 3.2.Skema rangkaian pengujian
3.Diatur kondisi katup pada pengeksposan sampel, yakni dengan membuka aliran ke tabung uji sampel dan menutup aliran ke tabung pengering +
-4.Dibuka ' khusus pada komputer, untuk melakukan perekaman hasil bacaan sensor.
5.Diaktifkan alat uji.
6.Diaktifkan pompa dan tombol record pada ' komputer secara bersamaan. 7.Biarkan recording berlangsung selama 5 menit.
8.Setelah 5 menit, matikan pompa udara dan tunda (! ) proses perekaman bacaan sensor.
9.Atur kembali katup pada mode pengeringan, yakni dengan menutup aliran ke tabung uji sampel dan membuka aliran ke tabung pengeringan + -.
10.Diaktifkan kembali pompa udara dan dilanjutkan kembali proses perekaman berlangsung selama 3 menit.
/( # ( 0
100/50/25 mg FeSO4
dilarutkan kedalam 1 L aquades
100/50 /25 mg MnSO4
dilarutkan kedalam 1 L aquades
100/50/25 mg CuSO4
dilarutkan kedalam 1L aquades
FeSO4 konsentrasi
100 50 25 ppm
MnSO4 konsentrasi
100 50 25 ppm
CuSO4 konsentrasi
100 50 25 ppm
'#9 ( D ! "#
4 / 3 D $% & '(")
Buka Tutup
/ ( /D * +( *
Buka Tutup
Gambar 3.3. Diagram alir penelitian
( ) # 0 ' $
'#9 0 ( ( @ )
8 8 =
8
:5*5 ( )0 ( @ 0 0( ) '( # 0'
Hasil pendeteksian sampel sangat mempengaruhi dalam hal menentukan karakteristik dari sensor yang diteliti dan diuji.Pada penelitian ini data hasil pendeteksian yang telah diplot kedalam bentuk grafik akan dibahas untuk menentukan karakteristik sensor.
:5*5*5 # #9 9 / / '( > # (%() * %,- # # 0 ) #9
'/ # 9 )' 0( 2 / #
Dari hasil pendeteksian unsur Mn, Fe,dan Cu,maka diperoleh tampilan data output yang diplot kedalam grafik setelah direkord sebelumnya berupa nilai lamanya waktu pendeteksian terhadap perubahan tegangan ! yang terjadi untuk masing/ masing konsentrasi 25 ppm, 50 ppm, 100 ppm.
hasil Pengulangan uji deteksi (repeatability) pada logam Mn, Fe, dan Cu pada konsentrasi 25, 50, dan 100 ppm dapat diuraikan sebagai berikut :
Gambar 4.1.Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Mn (100 ppm)/repeatibility 3 sensor
Gambar 4.1. menunjukkan sensor film kitosan mempunyai waktu respon yang cepat sekitar 20 s.Sebaik saja permukaan sensor diekspos dengan 100 ppm logam Mn.Dalam penelitian ini waktu respon untuk ketiga pengeksposan (I,II, danIII) kurang lebih sama.Peningkatan respon diindikasikan oleh peningkatan tegangan keluaran sensor sampai pada suatu keadaan jenuh.Apabila pengeksposan dihentikan,tegangan keluaran sensor film kitosan turun kembali kenilai awal yang berarti sensor film kitosan mempunyai kemampuan pemulihan yang baik,dan ini terjadi pada pengujian ke/2 dan ke/3.Seperti dapat dilihat dalam gambar sensor 2 dan sensor 3 juga menunjukkan kecenderungan peningkatan respon dan pemulihan yang sama dengan kecenderungan sensor 1.Dapat dilihat juga sensor 1,2,dan 3 mencapai keadaan jenuh pada saat tegangan keluarannya sekitar 250 mV.
Sifat sensor yang lain yang bisa diamati yaitu kemampuan pengulangan sensor film kitosan untuk pengeksposan selama 3 kali.,Ditunjukkan tegangan maksimum sensor untuk 3 kali pengujian berkisar pada 250 mV.Penjelasan yang lebih terperinci pada pengulangan ini adalah sebagai berikut :
Mn pada 100 ppm
Hasil Pendeteksian 100 ppm logam Mn yang dilakukan dengan 3 tahapan.
Tahap I : pada saat t = 0 ; V= 4 mV, lalu naik hingga mencapai tegangan
maksimum V= 265 mV pada saat t = 180 s. Pada saat sampel dipulihkan yaitu
dengan menghentikan pengeksposan, penurunan tegangan terjadi pada saat t = 200 s
; V = 263 mV, hingga V = 1 mV pada saat t = 500 s (tegangan Minimum pada
tahap I).setelah itu kembali naik pada saat sampel diekspos mulai dari t =
520 ; V = 46 mV hingga mencapai V = 227 mV; t = 700 s ( ! tahap II), lalu
kembali turun pada saat t = 720 ; V = 226 hingga V = 3 mV : t = 960 s (Tegangan
Pada tahap III pengeksposan sampel tegangan kembali naik saat t = 980; V = 5 mV
hingga V = 286 mV saat t = 1140 s, lalu kembali turun pada saat t = 1160; V = 284
mV hingga V = 4 mV saat t = 1480 s (tegangan minimum tahap III).Dari
perubahan waktu antara tahap pengeksposan dengan recovery terlihat bahwa waktu
pengeksposan lebih cepat dibanding dengan tahap recovery.
Untuk pengujian selama 1480 s atau 3 kali pengeksposan dan
pemulihan,sensor dapat beroperasi dalam keadaan stabil walaupun selama pengujian
tersebut kelembaban relatif dan suhu lingkungan menunjukkan perubahan seperti
yang ditunjukkan pada gambar
Gambar 4.2.grafik kelembaban terhadap waktu selama pengujian sensor film kitosan
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Gambar 4.3. grafik temperatur terhadap waktu selama pengujian sensor film kitosan
Dari hasil pengujian 3 sensor film kitosan terhadap pengeksposan 50 dan 25
ppm Mn sensor film kitosan juga menunjukkan sifat/sifat listrik yang sama,tetapi
Gambar 4.4. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Mn (50 ppm)/repeatability 3 sensor
Gambar 4.5. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Mn (25 ppm)/ repeatibility 3 sensor
Gambar 4.6. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Fe (100 ppm)/repeatibility 3 sensor
Gambar 4.1.6. menunjukkan sensor film kitosan mempunyai waktu respon yang cepat sekitar 20 s.Sebaik saja permukaan sensor diekspos dengan 100 ppm logam Fe.Dalam penelitian ini waktu respon untuk ketiga pengeksposan (I,II, danIII) kurang lebih sama.Peningkatan respon diindikasikan oleh peningkatan tegangan keluaran sensor sampai pada suatu keadaan jenuh.Apabila pengeksposan dihentikan,tegangan keluaran sensor film kitosan turun kembali kenilai awal yang berarti sensor film kitosan mempunyai kemampuan pemulihan yang baik,dan ini terjadi pada pengujian ke/2 dan ke/3.Seperti dapat dilihat dalam gambar sensor 2 dan sensor 3 juga menunjukkan kecenderungan peningkatan respon dan pemulihan yang sama dengan kecenderungan sensor 1.Dapat dilihat juga sensor 1,2,dan 3 mencapai keadaan jenuh pada saat tegangan keluarannya sekitar 250 mV.
Sifat sensor yang lain yang bisa diamati yaitu kemampuan pengulangan sensor film kitosan untuk pengeksposan selama 3 kali.,Ditunjukkan tegangan
maksimum sensor untuk 3 kali pengujian berkisar pada 250 mV.Penjelasan yang lebih terperinci pada pengulangan ini adalah sebagai berikut :
Fe pada 100 ppm
Hasil Pendeteksian 100 ppm logam Fe (100 ppm) tahap I, bahwa saat t = 0 ;
V= 10 mV, lalu naik hingga mencapai tegangan maksimum V= 290 mV pada saat t
= 180 s. Pada saat sampel tidak diekspos ( -, maka penurunan tegangan
terjadi pada saat t = 200 s ; V = 288 mV, hingga V = 3 mV pada saat t = 600 s
(tegangan Minimum pada tahap I).setelah itu kembali naik pada saat sampel
diekspos mulai dari t = 620 ; V = 89 mV hingga mencapai V = 237 mV; t = 860 s
( ! tahap II), lalu kembali turun pada saat t = 880 ; V = 236 mV hingga V = 2
mV : t = 1100 s (Tegangan minimum tahap II).
Pada tahap III pengeksposan sampel tegangan kembali naik saat t =
1120; V = 106 mV hingga V = 246 mV saat t = 1280 s, lalu kembali turun mulai saat
t = 1300; V = 245 mV hingga V = 10 mV saat t = 1480 s (tegangan minimum
tahap III).
Untuk pengujian selama 1480 s atau 3 kali pengeksposan dan
pemulihan,sensor dapat beroperasi dalam keadaan stabil walaupun selama pengujian
tersebut kelembaban relatif dan suhu lingkungan menunjukkan perubahan seperti
Gambar 4.7. Kelembaban terhadap waktu selama pengujian sensor Film kitosan
Dari hasil pengujian 3 sensor film kitosan terhadap pengeksposan 50 dan 25
ppm Fe sensor film kitosan juga menunjukkan sifat/sifat listrik yang sama, tetapi
tegangan maksimumnya lebih rendah dibanding dengan 100 ppm.
Fe 50 ppm
Gambar 4..9. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Fe (50 ppm)/repeatibility 3 sensor
Fe 25 ppm
Gambar 4.11. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Cu (100 ppm)/repeatibility 3 sensor
Gambar 4.1.1. menunjukkan sensor film kitosan mempunyai waktu respon yang cepat sekitar 20 s.Sebaik saja permukaan sensor diekspos dengan 100 ppm logam Mn.Dalam penelitian ini waktu respon untuk ketiga pengeksposan (I,II, danIII) kurang lebih sama.Peningkatan respon diindikasikan oleh peningkatan tegangan keluaran sensor sampai pada suatu keadaan jenuh.Apabila pengeksposan dihentikan,tegangan keluaran sensor film kitosan turun kembali kenilai awal yang berarti sensor film kitosan mempunyai kemampuan pemulihan yang baik,dan ini terjadi pada pengujian ke/2 dan ke/3.Seperti dapat dilihat dalam gambar sensor 2 dan sensor 3 juga menunjukkan kecenderungan peningkatan respon dan pemulihan yang sama dengan kecenderungan sensor 1.Dapat dilihat juga sensor 1,2,dan 3 mencapai keadaan jenuh pada saat tegangan keluarannya sekitar 250 mV.
Sifat sensor yang lain yang bisa diamati yaitu kemampuan pengulangan sensor film kitosan untuk pengeksposan selama 3 kali.,Ditunjukkan tegangan maksimum sensor untuk 3 kali pengujian berkisar pada 250 mV.Penjelasan yang lebih terperinci pada pengulangan ini adalah sebagai berikut :
Cu pada 100 ppm
Hasil Pendeteksian logam Cu (50 ppm) tahap I, bahwa saat t = 0 ; V= 0 mV,
lalu naik hingga mencapai tegangan maksimum V= 268 mV pada saat t = 280 s.
Pada saat sampel tidak diekspos ( -, maka penurunan tegangan terjadi pada
saat t = 300 s ; V = 181 mV, hingga V = 1 mV pada saat t = 500 s (tegangan
Minimum pada tahap I).setelah itu kembali naik pada saat sampel diekspos
mulai dari t = 520 ; V = 68 mV hingga mencapai V = 252 mV; t = 800 s ( !
tahap II), lalu kembali turun pada saat t = 820 ; V = 68 hingga V = 0 mV : t = 1000 s
(Tegangan minimum tahap II). Pada tahap III pengeksposan sampel
tegangan kembali naik saat t = 1020; V = 40 mV hingga V = 253 mV saat t = 1200
s, lalu kembali turun mulai saat t = 1220; V = 252 mV hingga V = 1 mV saat t =
1480 s (tegangan minimum tahap III).
Untuk pengujian selama 1480 s atau 3 kali pengeksposan dan
pemulihan,sensor dapat beroperasi dalam keadaan stabil walaupun selama pengujian
tersebut kelembaban relatif dan suhu lingkungan menunjukkan perubahan seperti
Gambar 4.12. Kelembaban terhadap waktu selama pengujian sensor Film kitosan
Dari hasil pengujian 3 sensor film kitosan terhadap pengeksposan 50 dan 25
ppm Fe sensor film kitosan juga menunjukkan sifat/sifat listrik yang sama, tetapi
tegangan maksimumnya lebih rendah dibanding dengan 100 ppm.
Gambar 4.14. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Cu (50 ppm)/repeatibility 3 sensor
:5-5 4 / ' 0( #9 0 ($ 9 / / 09 0 9
)' 0( 2 / 4 (4
Dari grafik perbandingan konsentrasi sampel logam Mn dapat dilihat bila semakin rendah konsentrasi maka tegangan output semakin rendah,dan semakin tinggi konsentrasi maka tegangan output akan semakin tinggi.
Ini menggambarkan konduktivitas air memegang peranan terhadap aliran arus listrik dalam kitosan melalui proses interaksi diantara grup amino kitosan dengan molekul air yang mengandung unsur logam tersebut.
1.Sampel Mn
Dari grafik perbandingan konsentrasi sampel logam Fe dapat dianalisa semakin rendah konsentrasi maka tegangan output semakin rendah,dan semakin tinggi konsentrasi maka tegangan output akan semakin tinggi.
Ini menggambarkan konduktivitas air memegang peranan terhadap arus listrik dalam kitosan melalui proses interaksi diantara grup amino kitosan dengan air yang mengandung unsur logam tersebut.
2.Sampel Fe
Gambar 4.17. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Fe (100, 50, dan 25 ppm)
Dari grafik 4.2.2. perbandingan konsentrasi sampel logam Cu dapat dianalisa semakin rendah konsentrasi maka tegangan output semakin rendah,dan semakin tinggi konsentrasi maka tegangan output akan semakin tinggi.
3.Sampel Cu
Gambar 4.18. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk Cu (100, 50, dan 25 ppm)
:5"5 = ( / / ' 09 0 0 ($ 9 9 0 ) #9 9 )' 0(
#
Dari hasil Pendeteksian antara logam Fe,Mn, dan Cu pada konsentrasi yang sama dapat diamati pada grafik bahwa nilai tegangan output terbesar rata/rata terjadi pada larutan Cu,dan Mn adalah larutan dengan tegangan output terkecil.
Ternyata kemampuan sensor film kitosan mampu menunjukkan perbedaan yang signifikan diantara ketiga jenis larutan yang berbeda pada konsentrasi yang sama.Hal ini terjadi kemungkinan karena perbedaan sifat fisik dari unsur Mn, Fe, dan Cu.Salah satu contoh adalah sifat Keelektronegatifan yang tinggi pada Mangan (Mn) yang menyebabkan penurunan konduktivitas listriknya, dan Hambatan elektris Tembaga (Cu) yang nilainya lebih rendah dibanding Mn dan Fe, sehingga tegangan
1.Sampel pada konsentrasi 100ppm
& )0 >0?
Gambar 4.19. Grafik Tegangan output terhadap waktu untuk logam Mn,Fe,dan Cu (100 ppm )
2.Sampel pada konsentrasi 50 ppm
& )0 >0?
3.Sampel pada konsentrasi 25 ppm
& )0 >0?
8 8 =
!5*5 #9
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap pendeteksian Sensor
Kitosan dari logam cair Besi (Fe),Mangan (Mn), Tembaga (Cu) pada 25ppm, 50 ppm
dan 100 ppm yang terkandung didalam Aquades melalui parameter Tegangan(mV)
terhadap selang waktu(t) dapat disimpulkan bahwa:
Keberadaan unsur Fe,Mn, dan Cu didalam air aquades dapat dideteksi oleh
sensor Kitosan yang ditunjukkan pada grafik pengujian untuk konsentrasi 25
ppm,50 ppm, dan 100 ppm.
Stabilitas sensor kitosan sangat baik pada suhu kamar (200C/ 300C)
kelembaban udara relatif (50%/70%), dan waktu respon/pemulihan sensor
tergolong cepat sebesar 20 s.
Hasil pendeteksian sensor kitosan menunjukkan bahwa kenaikan tegangan
output berbanding lurus dengan konsentrasi sampel.Hal ini menunjukkan
bahwa semakin besar konsentrasinya maka konduktivitas logam juga akan
semakin besar.
!5-5 (
Dalam tesis ini, penulis mencoba memberikan beberapa saran demi
keberlanjutan penelitian yang telah penulis buat,yaitu :
Sensor Kitosan yang dibuat dalam penelitian ini dapat menjadi embrio dari
perkembangan teknologi deteksi di USU khususnya, dan di Indonesia pada
umumnya.Karena itu perlu dikembangkan dan disempurnakan lagi khususnya
Penelitian lain yang dapat dilanjutkan dan dikembangkan dari tesis ini adalah
Sensor Kitosan sebagai pendeteksi senjata dan bahan peledak,salah satu
bahan peledak yang sangat dahsyat adalah logam Uranium.Dengan adanya alat
yang dibuat dalam tesis ini diharapkan memberikan motivasi lebih bagi para
peneliti yang akan dating untuk melakukan penelitian tentang teknologi sensor
pendeteksi kandungan logam didalam air.
Penelitian lain yang dapat dilanjutkan dan dikembangkan dari tesis ini adalah
Sensor Kitosan sebagai pendeteksi senjata dan bahan peledak,salah satu
bahan peledak yang sangat dahsyat adalah logam Uranium.Dengan adanya alat
yang dibuat dalam tesis ini diharapkan memberikan motivasi lebih bagi para
peneliti yang akan dating untuk melakukan penelitian tentang teknologi sensor
pendeteksi kandungan logam didalam air.
