PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
SRI KESUMA DEWI 110821030
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PERNYATAAN
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
KADAR ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU DENGAN
MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, 26 Agustus 2013
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT
PENDETEKSI KEBERADAAN
ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR
WARNA TCS3200
Kategori : SKRIPSI Nama : SRI KESUMA DEWI
Nomor Induk Mahasiswa : 110821030 Program Studi : EKSTENSI FISIKA Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA
UTARA
Diluluskan di
Medan, 26 Agustus 2013
Diketahui/disetujui oleh Pembimbing I Ketua Departemen Fisika FMIPA USU
PENGHARGAAN
Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan anugerah rahmat
kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Skipsi yang berjudul
“Perancangan Dan Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Alfatokoferol Pada Paprika Hijau Menggunakan Sensor Warna TCS3200” dengan sukses. Shalawat serta salam kami panjatkan kepada murabbi kita Nabi Muhammad SAW, yang
karenanya kita bisa menikmati indahnya islam.
Dalam penyusunan laporan ini banyak pihak-pihak lain yang ikut
memberikan bantuan baik moral maupun material sehingga selesai lah skripsi ini.
Oleh karena itu dengan setulus hati penulis ucapkan terima kasih kepada Bapak
Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian
skripsi ini yang telah memberikan bantuan dan penuh kepercayaan kepada penulis
untuk menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua
dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs.Syahrul
Humaidi M.Sc, kepada koordinator program Ekstensi Fisika Drs. Herli Ginting,
M.S. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen pada Departemen Fisika FMIPA
USU, pegawai di FMIPA USU, dan terimakasih juga kepada kawan-kawan
seperjuangan kuliah saya.
Kedua orang tua, bapak dan ibu yang selalu memberikan dukungan moril
dan materil serta do‟a yang tiada hentinya. Adik-adikku yang sangat memotivasi dan menginspirasi Andi, Mala, Syahrul. Kak suji, Lia dan Minah yang sudah
membantu menyampur sampel. Penghuni “Hurriyah Apartment”, ida, siska, Ade besar, ifah, mira, ade kecil, nisa, reban, tari, fitri. Terima kasih atas manisnya
maupun tidak langsung dalam segala hal demi suksesnya penulisan skripsi, yang
tidak dapat disebutkan satu persatu.
Akhirnya dengan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam
penulisan skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu segala kritik dan
saran yang kontsruktif dari semua pihak sangat kami harapkan demi perbaikan
penelitian ini. Semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi penulis
khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Medan, Juni 2013
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200
ABSTRAK
Vitamin E memiliki manfaat yang sangat banyak untuk manusia. Yaitu untuk
meningkatkan daya tahan tubuh, mengurangi stress, mencegah terjadinya kanker,
dan mencegah terjadinya penyakit jantung. Sekarang ini juga banyak terdapat
metode pengukuran untuk mengetahui kadar atau kuantitas suatu unsur. Salah
satunya adalah untuk mengetahui kadar vitamin E atau Alfatokoferol
menggunakan prinsip Spektrofotometri. Interaksi tersebut menghasilkan
penyerapan (absorbsi).
Berdasarkan uraian tersebut penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
membuat alat pengukur kandungan alfatokoferol pada paprika hijau secara
otomatis dengan menggunakan instrumen spektrofotometri. Penerapannya alat ini
menggunakan LED putih sebagai sumber cahaya. Prinsip kerjanya cahaya dari
LED meneruskannya ke sampel. Sehingga cahaya ditngkap oleh sensor warna dan
diteruskan ke Mikrokontroller AT89S52 yang daanya merupakan data biner.
Selanjutnya ditampilkan oleh LCD dalam sauan desimal. Hasil pengukuran alat
menunjukkan nilai kasalahan rata-rata sebesar 3% adannya kesalahan pengukuran
glukosa ini disebabkan karena penyimpangan preparasi sampel dan skala
frekuensi yang dihasilkan spektrofotometri kurang stabil.
DESIGNING AND MAKING PRESENCE DETECTION
EQUIPMENT ALFATOKOFEROL GREEN PEPPERS ON USING
SENSOR COLOR TCS3200
ABSTRACT
Vitamin E has countless benefits for humans . Namely to increase endurance , reduce stress , prevent cancer , and prevent heart disease . Nowadays there are also many measurement methods to determine the extent or quantity of an element . One is to determine levels of vitamin E or Alfatokoferol using the principle of spectrophotometry . This interaction produces absorption ( absorption ) .
Based on the description of the research was done in order to make the content gauges alfatokoferol on green peppers automatically using spectrophotometric instruments . Application of these tools using white LEDs as a light source . The principle works the light from the LED passes to sample . So light ditngkap by the color sensor and forwarded to the daanya AT89S52 microcontroller is binary data . Subsequently displayed by the LCD in decimal sauan . Outcome measurement tool kasalahan showed an average value of 3% adannya glucose measurement error is caused by irregularities sample preparation and the resulting frequency
scale less stable spectrophotometry .
DAFTAR ISI
BAB II: TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1. Cahaya 5
2.1.1. Sifat Gelombang Cahaya 6
2.1.2. Sifat Elektromagnetik Cahaya 6
2. 2. Spektrofotometri 7
2.2.1. Spektrofotometer Uv-Vis 18
2.3. Hukum Lambert-Berr 15
2.4. Alfatokoferol 16
2.5. Paprika 17
2.6. Sensor Warna TCS3200 22
2.7. Mikrokontroller At89s52 24
2.7.1. CPU (Central Prosesing Unit) 24
2.7.2. Bagian Masuk/Keluaran (I/O) 25
2.7.3. Perangkat Lunak 25
2.7.4. Konfigurasi Pin 26
2.7.5. Organisasi Memori 28
2.8. LCD M1632 30
2.9. LED (Light Emmiting Diode) 33
BAB III: METODE PENELITIAN 35
3. 1. Pembuatan Sistem Keseluruhan 35
3. 2. Rangkaian LED Putih 36
3. 3. Rangkaian Sensor Warna TCS 3200 36
3. 4. Rangkaian LCD LM1632 37
3. 5. Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 39
3. 6. Pembuatan Perangkat Lunak 42
3. 7. Pembuatan Larutan Sampel 43
3. 8. Pengujian Alat 44
3. 8.1. Proses Pengambilan Data 44
BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN 45
4.1. Hasil Pengujian Alat 45
4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS320 45
4.1.2 Hasil Pengujian System Minimum AT89S52 Dan LCD 46
4.1.3 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem 50
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau 18
Tabel 2.2 Memori CGROM 31
Tabel 2.3 Perintah-perintah pada CGROM 32
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gambaran umum cara kerja suatu Spektrofotometer 12
Gambar 2.2 Spektrofotometer Uv-Vis 14
Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, Dan Hijau 19
Gambar 2.4 Sensor warna TCS 3200 22
Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52 27
Gambar 2.6 Organisasi memori pada Mikrokontroller AT89S52 29 Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52 29
Gambar 2.8 DDRAM M1632 30
Gambar 2.9 LCD LM1632 32
Gambar 2.10 Penulisan data ke register perintah 33
Gambar 2.11 Simbol dan bentuk LED 34
Gambar 3.1 Blok diagram pembuaan alat kadar alfaokoferol 35
Gambar 3.2 Rangkaian LED putih 36
Gambar 3.3 Rangkaian sensor warna TCS 3200 37
Gambar 3.4 Rangkaian LCD LM1632 39
Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 39
Gambar 3.6 Diagram alir program 42
Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Sensor TCS3200 45
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI
KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU
DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200
ABSTRAK
Vitamin E memiliki manfaat yang sangat banyak untuk manusia. Yaitu untuk
meningkatkan daya tahan tubuh, mengurangi stress, mencegah terjadinya kanker,
dan mencegah terjadinya penyakit jantung. Sekarang ini juga banyak terdapat
metode pengukuran untuk mengetahui kadar atau kuantitas suatu unsur. Salah
satunya adalah untuk mengetahui kadar vitamin E atau Alfatokoferol
menggunakan prinsip Spektrofotometri. Interaksi tersebut menghasilkan
penyerapan (absorbsi).
Berdasarkan uraian tersebut penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk
membuat alat pengukur kandungan alfatokoferol pada paprika hijau secara
otomatis dengan menggunakan instrumen spektrofotometri. Penerapannya alat ini
menggunakan LED putih sebagai sumber cahaya. Prinsip kerjanya cahaya dari
LED meneruskannya ke sampel. Sehingga cahaya ditngkap oleh sensor warna dan
diteruskan ke Mikrokontroller AT89S52 yang daanya merupakan data biner.
Selanjutnya ditampilkan oleh LCD dalam sauan desimal. Hasil pengukuran alat
menunjukkan nilai kasalahan rata-rata sebesar 3% adannya kesalahan pengukuran
glukosa ini disebabkan karena penyimpangan preparasi sampel dan skala
frekuensi yang dihasilkan spektrofotometri kurang stabil.
DESIGNING AND MAKING PRESENCE DETECTION
EQUIPMENT ALFATOKOFEROL GREEN PEPPERS ON USING
SENSOR COLOR TCS3200
ABSTRACT
Vitamin E has countless benefits for humans . Namely to increase endurance , reduce stress , prevent cancer , and prevent heart disease . Nowadays there are also many measurement methods to determine the extent or quantity of an element . One is to determine levels of vitamin E or Alfatokoferol using the principle of spectrophotometry . This interaction produces absorption ( absorption ) .
Based on the description of the research was done in order to make the content gauges alfatokoferol on green peppers automatically using spectrophotometric instruments . Application of these tools using white LEDs as a light source . The principle works the light from the LED passes to sample . So light ditngkap by the color sensor and forwarded to the daanya AT89S52 microcontroller is binary data . Subsequently displayed by the LCD in decimal sauan . Outcome measurement tool kasalahan showed an average value of 3% adannya glucose measurement error is caused by irregularities sample preparation and the resulting frequency
scale less stable spectrophotometry .
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Teknologi semakin berkembang dan perkembangan teknologi dapat dirasakan
oleh semua kalangan, dimana teknologi merupakan hasil dari peradaban manusia
yang semakin maju, yang dirasakan sangat membantu dan mempermudah
manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Begitu juga dengan bidang
elektronika, yang menuntut automatisasi dalam segala hal yang dapat
meringankan pekerjaan manusia dan menjadikan segalanya mudah digunakan dan
dapat mendatangkan keuntungan.
Salah satu teknologi yang bisa bekerja otomatis yaitu sensor warna
TCS3200 digunakan untuk berbagai kebutuhan, salah satu untuk pendeteksian
suatu objek benda atau warna dari objek yang di monitor. Sensor warna TCS3200
juga dapat digunakan sebagai sensor gerak, dimana sensor mendeteksi gerakan
suatu objek berdasarkan perubahan warna yang diterima oleh sensor.
Dengan semua kemajuan teknologi yang ada, analisis instrumen juga
mengalami perkembangan yang pesat. Beberapa sebab yang membuat pesatnya
perkembangan analisis instrumen adanya tuntutan dan kebutuhan analisis terhadap
matriks sampel yang sulit serta diperlukan juga waktu yang singkat. Beberapa
metode yang berkaitan dengan pengukuran kadar suatu unsur diantaranya
menggunakan metode-metode pengukuran, seperti titrasi, kolorimetri,
contoh adalah metode spektrofotometri, metode ini memerlukan sumber cahaya
dalam proses kinerja alat. Tidak semua orang mampu menggunakan
spektrofotometri, dikarenakan harga alat tersebut relatif mahal.
Berdasarkan latar belakang tersebut penulis bermaksud untuk membuat
sebuah spektofotometer pendeteksi kadar Alfatokoferol pada paprika hijau, yang
lebih sederhana, murah, serta mudah untuk digunakan.
1.2 RUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana cara merancang dan membuat alat pendeteksi keberadaan
Alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode Absorbsi
Sfektrofotometri menggunakan sensor warna TCS3200
2. Bagaimana membuat program pada alat pendeteksi keberadaan
alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri
menggunakan sensor warna TCS3200
3. Bagaimana menguji tingkat akurasi pada alat pendeteksi keberadaan
alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri
menggunakan sensor warna TCS3200
1.3 TUJUAN
Adapun tujuan dan maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah :
1. Untuk merancang dan membuat suatu perangkat alat pendeteksi kadar
alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri
menggunakan sensor warna TCS3200.
2. Untuk mengetahui cara pengoperasian alat pengujian keberadaan
alfatokoferol pada paprika.
3. Untuk mengetahui hasil yang diperoleh dari pengujian alfatokoferol pada
1.4 BATASAN MASALAH
Untuk membatasi penulisan dan penyusunan tugas akhir, maka perlu dibuat
batasan penulisan. Adapun pembatasan masalah dalam penulisan dan penyusunan
tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Pengambilan sampel hanya pada paprika hijau
2. Metode yang digunakan adalah metode absorbsi sfektrofotometri
3. Menggunakan sensor warna TCS3200
4. Sampel berbentuk larutan
5. Tidak membahas konsep pengukuran kadar alfatokoferol secara kimia
6. Menggunakan sistem minimum AT895S2
1.5 MANFAAT PENELITIAN
Dengan menggunakan sensor warna TCS3200, diharapkan dapat menghasilkan
suatu alat pendeteksi keberadaan alfatokoferol pada paprika hijau dengan tingkat
akurasi yang cukup baik.
1.6 SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
sistematika penulisan skripsi ini sebagai berikut :
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat
penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II TEORI DASAR DAN PENDUKUNG
Berisi tentang landasan teori dari sistem yang akan dibuat
yang berhubungan dengan prinsip kerja dari masing-masing
blok sistem.
BAB III RANCANGAN ALAT DAN SISTEM
Pada bab ini akan dibahas berbagai hal yang berkenaan
dengan perancangan dan pembuatan perangkat keras
maupun perangkat lunak.
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Meliputi tentang pengujian dan penganalisaan dari
rangkaian.
BAB V PENUTUP
Mengenai kesimpulan dan saran yang didapat setelah
membuat proyek ini untuk pengembangan proyek
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Cahaya
Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan massa.
Cahaya adalah penting untuk semua kehidupan di bumi karena ia adalah tenaga
dari matahari, yng dipindahkan ke bumi dalam bentuk cahaya, yang dipakai oleh
tanam-tanaman untuk mensintesiskan karbohidrat dari karbondioksida dan air
(fotosintesis).
Seperti bunyi, cahaya juga memberikan informasi vital tentang
lingkungannya pada binatang. Binatang-binatang yang l ebih tinggi telah
membentuk mekanisme kompleks untuk medeteksi cahaya. Apa yang dilihat
binatang tergantung pada sifat-sifat fisis khusus dari cahaya yang sensitif untuk
matanya. Menusia mempunyai penglihatan warna yang baik (deteksi frekuensi),
sedangkan lebah dapat mendeteksi warna dan polarisasi cahaya.
Tidak seperti bunyi, bagaimanapun, cahaya tidak mempunyai basis di
dalam mekanika. Karena bunyi adalah getaran unsur-unsur udara di bawah
pengaruh kakas-kakas mekanis. Sifat-sifatnya hanyalah konsekuensi
hukum-hukum mekanika yang terterapkan pada unsur-unsur itu. Gelombang cahaya,
dilain pihak, bukanlah getaran dari zat materi apapun, dan dengan demikian
sifat-sifatnya tidak dapat diturunkan dari mekanika. Cahaya adalah fenomena yang
berbeda secara mendasar yang tidak punya basis di dalam mekanika. (Alan H.
2.1.1 Sifat Gelombang Cahaya
Telah diketahui oleh Aristoteles (384-322 SM) bahwa bunyi disebabkan oleh
getaran-getaran di dalam udara. Pengetahuan ini mungkin didasarkan pada
pengamatan bahwa musik yang dihasilkan oleh dawai-dawai yang bergetar.
Penjelasan yang memadai tentang gelombang bunyi belum dimungkinkan sampai
pada zaman Newton.
Meskipun tidak ada yang diketahui tentang sifat dasar pada zaman
Newton, adalah wajar untuk berspekulasi bahwa cahaya adalah gelombang, sama
dengan bunyi. Christian Huygens (1629-1695), seorang yang sezaman dengan
Newton, mengembangkan teori gelombang cahaya, tetapi Newton sendiri
menyukai suatu teori yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari zarah nirmassa
(korpuskel). Newton berhipotesis bahwa korpuskel-korpuskel tesebut merambat di
dalam ruang dengan laju tetap dan bahwa ada tipe korpuskel yang berbeda untuk
setiap warna. Keberatan utamanya terhadap teori gelombang adalah bahwa
cahaya, tidak seperti bunyi, tidak kelihatan membelok pada pojok-pojok. (Alan H.
Cromer : 533).
2.1.2 Sifat Elektromagnetik Cahaya
Hukum-hukum dasar keelektrikan dan kemagnetan, yang telah ditemukan dalam
paruh pertama abad ke 19, telah dirumuskan kedalam teori matematis yang
menyeluruh oleh James Clerk Maxwell (1831-1879). Dari teori ini Maxwell
menurunkan bahwa harus ada gelombang elektromagnetik yang terdiri pada
pokoknya dari medan elektrik dan magnetik berosilasi yang merambat di dalam
ruang dengan laju tertentu. Menurut teori Maxwell, laju ini diberikan di dalam
tetapan-tetapan elektrik tertentu yang sangat terkenal yang masuk kedalam teori.
Sewaktu Maxwell menghitung laju gelombang elektromagnetik dari tetapan ini, ia
Sekarang fisikawan telah terbiasa dengan gelombang elektromagnetik
dengan panjang gelombang berjangkau kurang dari 10-17 m sampai lebih dari 104
m. Hanya gelombang dengan panjang gelombang diantara 4 x 10-7 dan 7 x 10-7
terdeteksi oleh mata manusia dan itu adalah daerah cahaya tampak.
Gelombang-gelombang dengan panjang Gelombang-gelombang yang lebih panjang dan lebih pendek
mempunyai nama-nama khas, seperti misalnya gelombang radio,
mikrogelombang, inframerah, ultraungu, sinar-X, dan seterusnya. (Alan H.
Cromer : 533-534).
2.2. Spektrofotometri
Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada
pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada
panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau
kisi difraksi dengan detektor fototube.
Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban
suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran
menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan
spektrofotometri.
Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan
visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi
oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh
suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen
2.2.1 Spektrofotometer (Uv-Vis)
Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum
dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas
cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi.
Spektrofotometri merupakan satu cabang analisis instrumental yang
membahas tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik
(REM). Pada prinsipnya interaksi radiasi elektromagnetik dengan molekul
menghasilkan satu atau dua macam kejadian yang mungkin terjadi. Ketiga macam
kejadian yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi atom atau molekul dengan
radiasi elektromagnetik adalah : hamburan (scattering), absorbs (absorption), dan emisi (emission).
Hamburan melahirkan spektrofotometri Raman, absorbs melahirkan
spektrofotometri lembayung ultra (ultra violet) dan tampak (visible) serta spektrofotometri infra merah (infra merah), sedangkan absorbsi yang disertai emisi melahirkan fotolimunesensi yang kemudian dikenal sebagai fluoresensi dan
fosforesensi. Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada
cuplikan (larutan sampel) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur
besarnya. Radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan
intensitas sinar yang diteruskan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada spesies
penyerap lainnya.
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang
kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan
suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun
pembanding. Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang 200-400 nm,
sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-700 nm. Molekul
akan bersifat sangat selektif (all or none) terhadap radiasi elektromagnetik
sehingga eksitasi yang terjadi pada panjang gelombang 200 – 2780 nm hanya akan diberikan oleh molekul-molekul yang mempunyai :
- v Ikatan rangkap terkonyugasi
Spektrum ultralembayung adalah suatu gambaran antara panjang
gelombang atau frekuensi radiasi terhadap intensitas absorbsi (transmisi = T),
absorbs (A), yang dapat digrafik dengan cermat pada system koordinat Cartesian.
Sedangkan cahaya tampak (visible) merupakan cahaya sinambung, artinya cahaya
yang terdiri dari semua panjang gelombang yang mungkin terdapat dalam suatu
jarak tertentu, sebagai contoh bila kita melihat pelangi di langit. Dalam hal ini
dikenal warna komplementer, yaitu pandangan dua warna (spectrum) yang bila
keduanya digabung akan menghasilkan cahaya putih.
Apabila radiasi elektromagnetik dikenakan pada suatu atom, sebagian dari
energi radiasi elektromagnetik tersebut diserap oleh molekul atau atom sesuai
dengan struktur molekul atau atom tersebut. Radiasi cahaya UV-VIS pada
molekul atom atau atom akan menyebabkan terjadinya energy elektronik, sebagai
akibat transisi antara dua tingkat energy elektron dari molekul atau atom. Sistem
atau gugusan atom yang mengabsorbsi radiasi elektromagnetik UV-VIS disebut
gugus kromofor. Boleh dikatakan hamper semua gugus kromofor merupakan ikatan kovalen yang tidak jenuh.
Pelarut atau substituen lain dapat mempengaruhi pita absorbsi yaitu
berpengaruh terhadap intensitas dan kemungkinan juga panjang gelombangnya.
Hal – hal yang berpengaruh tersebut antara lain : 1. Kromofor terkonyugasi
Senyawa organik yang mempunyai struktur molekul dengan ikatan tak jenuh lebih
dari satu disebut senyawa terkonyugasi apabila ikatan tak jenuh tersebut
berselang-seling dengan ikatan tunggal. Senyawa terkonyugasi ini tidak
karakteristik seperti kromofor terpisah, tetapi terjadi interaksi yang
mengakibatkan pengaruh terhadap pita absorbsi yaitu terjadi pergeseran ke
panjang gelombang yang lebih panjang.
2. Auksokrom
Gugus auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron non
bonding seperti –OH, O-NH2, dan –OCH3 , yang mengabsorbsi radiasi ultra
lembayung jauh dan gugus auksokrom ini tidak mengabsorbsi didaerah ultra
maka pita absorbsi naik dan juga panjang gelombangnya tergeser kea daerah ultra
lembayung dekat.
Ada empat kemungkinan perubahan pita absorbsi yang disebabkan oleh pelarut
atau auksokrom :
a. Pergesaran batokromik (red shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang
yang lebih panjang atau kearah frekuensi rendah.
b. Pergeseran hipokromik (blue shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang
yang lebih pendek atau kearah frekuensi tinggi.
c. Efek hiperkromik, yaitu efek yang menyebabkan kenaikan intensitas.
d. Efek hipokromik, yaitu efek yang menyebabkan penurunan intensitas.
Apabila cahaya monokromatis atau bukan monokromatis dilewatkan pada
suatu media yang homogen dengan intensitas cahaya yang dating (Io), maka
sebagian dari cahaya tersebut dipantulkan (Ir), sebagian diabsorbsi (Ia), dan
sebagian lagi diteruskan (It).
Sehingga dari keadaan tersebut dapat ditulis sebagai :
Io = Ir + Ia + It
Untuk permukaan udara dan gelas (kuvet) harga Ir = ± 4% dan harga Ir
dapat diabaikan karena dalam pengerjaan dengan spektrofotometri digunakan
larutan blanko. Pengukuran serapan pada analisis kuantitatif dengan metode
spektrofotometri baik zat tunggal atau suatu campuran pada prinsipnya harus
dilakukan pada panjang gelombang maksimum (lamda maks). Beberapa alasannya
adalah :
1. Perubahan serapan untuk setiap satuan konsentrasi paling besar terjadi
pada panjang gelombang maksimum sehingga pengukuran pada panjang
gelombang maksimum akan memperoleh kepekaan analisis yang
maksimal
2. Disekitar panjang gelombang maksimum bentuk kurva serapannya datar,
sehingga hukum Lambert-Beer akan terpenuhi
3. Pengukuran ulang serapan panjang gelombang maksimum akan
memberikan kesalahan yang kecil sekali.
Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer berupa susunan
Gambar 2.1 Gambaran Umum Cara Kerja Spektrofotometer
Beberapa sumber radiasi yag dipakai pada spektrofotometer adalah lampu
deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Lampu deuterium dapat dipakai
pada daerah panjang gelombang 180 – 370 nm (daerah UV pekat). Karena pada rentangan panjang gelombang tersebut lampu deuterium memberikan gambaran
energi radiasi yang lurus. Sedangkan pada panjang gelombang 486 dan 651,1 nm
memberikan dua garis spektra yang dapat dipakai untuk menggeser ketetapan
panjang gelombang pada spektrofotometer. Lampu tungsten merupakan campuran
filamen tungsten dan gas iodine (halogen). Lampu tungsten dapat dipakai pada
panjang gelombang 380-900 nm, sedangkan lampu merkuri merupakan suatu
lampu yang mengandung uap merkuri tekanan rendah. Biasanya lampu merkuri
ini digunakan pada daerah ultraviolet khususnya disekitar panjang gelombang 365
nm.
Monokromator
Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi yang memancarkan
polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer biasanya terdiri dari susunan
celah masuk – filter – prisma – kisi – celah keluar. Sampel kompartemen
Tempat sampel (sampel kompartemen) berupa kuvet atau sel adalah wadah
untuk zat yang dianalisa. Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan
dengan alcohol absolute atau direndam didalamnya.
Detektor
Detektor merupakan suatu bagian spektrofotometer yang penting karena
kualitas detector akan menentukan kualitas spektrofotometer. Fungsi detector
didalam spektrofotometer adalah mengubah signal radiasi menjadi signal
elektronik. Pada detector diinginkan kepekaan radiasi yang tinggi terhadap radiasi
yang diterima, dengan tingkat kebisingan yang rendah, kemampuan respon
kuantitatif dan signal elektronik yang ditansfer oleh detector dapat diaplikasikan
oleh penguat (amplifier) ke recorder.
Amplifier atau penguat dan Visual display
Amplifier dibutuhkan saat signal elektronik yang dialirkan setelah
melewati detector untuk menguatkan karena penguat dengan resistensi masukan
yang tinggi sehingga rangkaian detector tidak tersadap habis yang menyebabkan
Gambar 2.2 Spektrofotometer UV-VIS
2.3. Hukum Lambert-Berr
Hukum Lambert-Beer merupakan hukum yang mendasari metode absorbsi
spektrofotometri. Apabila suatu berkas dengan intensitas Io melewati suatu
larutan, maka sebagian sinar akan diserap sehingga intesitas radiasi yang
diteruskan I menjadi lebih kecil dari Io (Hayati, 2007) :
T = I0I T = Transmittan (%)
Hukum Lambert-Beer menunjukkan hubungan sebagai berikut (Khopkar,
1990:195):
T = �
�0 = 10
–abc
Log (T) = �
�0 = -abc
Log 1
� ) = log �
�0 = abc = A
Dimana :
I = intensitas sinar yang diteruskan
I0 = intensitas sinar awal
T = transmitansi (%)
b = jarak tempuh optik
c = konsentrasi
Hukum di atas dapat ditinjau sebagai berikut :
1. Jika suatu berkas radiasi monokromatik yang sejajar jatuh pada medium
pengabsorpsi pada sudut tegak lurus setiap yang lapisan yang sangat
kecilnya akan menurunkan intensitas berkas.
2. Jika suatu cahaya monokromatis mengenai suatu medium yang transparan,
laju pengurangan intensiats dengan ketebalan medium sebanding dengan
intensitas cahaya.
3. Intensitas berkas sinar monokromatis berkurang secaraeksponensional bila
konsentrasi zat pengabsorpsi bertambah.
2.4. Alfatokoferol
Alfa tokoferol adalah antioksidan yang larut dalam lemak yang terdapat di dalam
sel. Alfa tokoferol ditemukan sekitar awal 1920-an. Nama tokoferol pertama kali
digunakan oleh Evans. Tokoferol berasal dari kata Yunani, tokos berarti kelahiran bayi, phero berarti membawa kemajuan dan ol menunjukkan bahwa molekulnya mengandung alkohol.
Vitamin E adalah istilah umum untuk menunjukkan semua aktifitas
biologi vitamin E alami, yaitu d-alfa-tokoferol. Di alam, terdapat 8 substansi yang
memiliki aktifitas vitamin E, yaitu kelompok tokoferol (d-alfa, d-beta, d-gamma
dan delta-tokoferol) dan kelompok tokotrienol (alfa, beta, gamma, dan
d-delta-tokotrienol). Kedua kelompok ini berbeda dalam hal metilasi dan rantainya.
Dari semuanya, d-alfa-tokoferol mempunyai aktifitas biologik yang paling tinggi
sehinga dijadikan sebagai standard bagi yang lain.
Vitamin E atau tokoferol termasuk antioksidan primer yang dapat
mencegah terjadinya rentetan reaksi radikal bebas. Tokoferol atau vitamin E
minyak zaitun,, kacang-kacangan, biji gandum, dan sayuran berwarna hijau. Pada
hewan seperti daging sapi, unggas, atau ikan.
Vitamin E lebih tepat disebut sebagai antioksidan daripada vitamin.
Karena tidak seperti vitamin yang lain, vitamin E tidak bertindak sebagai
ko-faktor bagi reaksi enzimatik. Vitamin E juga tidak menimbulkan suatu penyakit
yang khas seperti vitamin yang lain. Defisiensi vitamin E dapat terjadi jika
terdapat malabsorbsi lemak, bayi prematur dan penderita yang mendapat nutrisi
parenteral total. Efek dari intake vitamin E yang inadekuat biasanya baru tampak
dalam jangka panjang dan biasanya berhubungan dengan penyakit kronis, seperti
kanker dan atherosklerosis.
Fungsi utama vitamin E adalah mencegah peroksidasi membran fosfolipid.
Karakteristik vitamin E yang lipofilik memungkinkan tokoferol berada di lapisan
dalam sel membran (Halliway dan Getteridge, 1992).Tokoferol OH dapat
memindahkan atom hidrogen dengan satu elektron ke radikal bebas dan
membersihkan radikal bebas sebelum radikal bebas bereaksi dengan protein
membran sel atau bereaksi membentuk lipid peroksidasi. Tokoferol-OH yang
bereaksi dengan radikal bebas membentuk tokoferol-O. Tokoferol-O sendiri
adalah radikal bebas juga. Tokoferol-O akan bereaksi lagi dengan vitamin C
membentuk semidehidroaskorbat, suatu radikal bebas yang lemah.
2.5. Paprika
Paprika memiliki nama latin Capsicum annuum 1 dan berasal dari Amerika
Selatan. Di Indonesia, paprika banyak dibudidayakan di Jawa, Bali, dan Nusa
Tenggara Barat. Terdapat berbagai Varietas paprika berdasarkan warna buahnya,
diantaranya paprika hijau, kuning, merah, atau unggu yang sering digunakan
untuk salad. Berdasarkan rasanya, paprika dibedakan atas dua jenis, yaitu paprika
Capsicin, yaitu zat yang menimbulkan rasa pedas cabe.
2.5.1. Kandungan dan Manfaat Paprika
Kandungan gizi yang paling umum pada paprika adalah karoten, vitamin B serta
vitamin C. Sedangkan dalam paprika hijau, tiap 100gramnya mengandung protein
0.9g, lemak 0.3g, karbohidrat 4.4g, kalsium 7.0mg, besi 0.4mg, fosfor 22mg,
vitamin A 540 IU, vitamin B1 22.0mg, vitamin B2 0.002mg, nyacin 0.4mg dan
vitamin C 160mg.
Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau per 100 gr
Kandungan gizi per 100 gram bahan Paprika merah Paprika hijau Paprika kuning
Energi (kkal) 26 20 27
Protein (g) 0,99 0,86 1
Lemak total (g) 0,3 0,17 0,21
Lemak jenuh (g) 0,06 0,06 0,03
Lemak tak jenuh tunggal (g) 0,01 0,01 -
Lemak tak jenuh ganda (g) 0,16 0,06 -
Karbohidrat (g) 6,03 4,64 6,32
Serat (g) 2 1,7 0,9
Gula (g) 4,2 2,4 -
Kalsium (mg) 7 10 11
Besi (mg) 0,43 0,34 0,46
Magnesium (mg) 12 10 12
Fosfor (mg) 26 20 24
Kalium(mg) 211 175 212
Natrium (mg) 2 3 2
Seng (mg) 0,25 0,13 0,17
Mangan (mg) 0,11 0.12 0,12
Selenium (mg) 0,1 80,4 0,3
Vitamin C (mg) 190 0,06 183,5
Thiamin (mg) 0,05 0,03 0,03
Riboflavin (mg) 0,09 0,48 0,03
Niacin (mg) 0,98 0,22 0,89
Vitamin B6 (mg) 0,29 11 0,17
Folat (mkg) 18 0 26
Vitamin B12 (mkg) 0 370 0
Vitamin A (IU) 3.131 0,37 200
Vitamin E (mg) 1,58 7,4 -
Vitamin K (mkg) 4,9 7,4 -
sumber: www.nutritionanalyzer.com
Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, dan Hijau
Berikut 4 manfaat besar dari buah paprika untuk kesehatan
1. Meningkatkan kekebalan tubuh. Paprika mengandung gizi yang sangat
tinggi, terutama vitamin C. Kandungan vitamin C dalam paprika lebih
tinggi dibandingkan dalam kandungan vitamin C dalam jeruk ( 30-50 mg
C terlibat dalam beberapa proses penting tubuh, mulai dari mengangkut
lemak, pengangkutan elektron dari berbagai reaksi enzimatik, pembuatan
kalogen ( protein berserat yang membentuk jaringan ikat pada tulang ),
pemacu gusi yang sehat, menjaga tingkat kolesterol, memelihara
kekebalan, untuk penyembuhan luka dan meningkatkan fungsi otak agar
dapat bekerja maksimal.
2. Mencegah penyakit mata. Selain vitamin C, paprika juga mengandung
vitamin A dan beta karoten. Paprika merah mengandung vitamin A
sebanyak 3.131 IU. Lagi-lagi, paling tinggi diantara jenis paprika lainnya.
Vitamin A bermanfaat untuk mencegah penyakit mata, pertumbuhan sel,
sistem kekebalan tubuh, reproduksi, serta menjaga kesehatan kulit.
3. Mencegah kanker. Kandungan beta karoten dalam paprika mencegah
timbulnya kanker karena beta karoten bekerja sebagai antioksidan yang
menstabilkan radikal berinti karbon. Semakin tua umur paprika, maka
kandungan beta karoten akan semakin tinggi. Selain itu, paprika juga
mengandung likopen. Sebuah penelitian yang dilakukan Unversitas Yale
terhadap 473 orang pria menemukan fakta bahwa pria tidak mengidap
kanker prostat memiliki lebih banyak likopen dalam darahnya
dibandingkan mereka yang sakit. Sedangkan penelitian di Universitas
Harvard pada tahun 2002, menunjukkan bahwa laki-laki yang
mengkonsumsi likopen dalam jumlah banyak memiliki resiko penyakit
kanker yang lebih rendah, khususnya kanker prostat.
4. Meningkatkan kualitas sperma. Likopen dalam paprika ternyata juga
bermanfaat untuk sistem reproduksi. Konsumsi likopen, terutama pada
paprika merah, diyakini dapat meningkatkan kualitas reproduksi. Hal ini
karena likopen meningkatkan jumlah sperma, menjaga struktur sperma,
dan meningkatkan motilitas ( pergerakan ) sperma. Likopen merupakan
salah satu dari 650 jenis karotenoid yang secara normal terdapat dalam
konsentrasi tinggi di dalam testis. Jika konsentrasi likopen rendah, maka
pria hal ini menjadi salah satu penyebab pria mengalami infertilitas (
5. Mengobati Keseleo. Capsaicins senyawa yang terkandung dalam paprika
juga mengandung banyak manfaat. Bisa mem-blok transmisi rasa sakit
dari kulit ke sumsum tulang belakang dan mencegah sensasi rasa sakit. Ini
sangat membantu dalam mengobati penyakit yang terkait dengan nyeri
termasuk keseleo.
6. Membakar Kalori. Mengonsumsi paprika mempercepat metabolisme dan
membantu membakar lebih banyak kalori. Konsumsi paprika juga
mengurangi berat badan karena diet lemak tinggi. Hal ini juga
menyebabkan sekresi cairan pencernaan dan mencegah gangguan alat
cerna
7. Rambut. Ekstrak paprika adalah salah satu penyubur rambut terbaik
sekaligus menumbuhkan rambut baru. Paprika juga akan mencegah
kerusakan mahkota Anda sekaligus membantu mempertahankan rambut
tetap tebal.
2.5.2. Cara Mengolah, Memilih, dan Menyimpan Yang Baik
Pengolahan paprika hendaknya dilakukan dengan benar agar tidak mengurangi
nilai gizinya. Agar kadar vitamin C tak cepat menguap, sebaiknya paprika
dimasukkan ke dalam masakan pada akhir proses memasak atau dicampur dengan
salad. Penyimpanan paprika hendaknya dilakukan secara tepat. Kandungan
vitamin C bisa berkurang, bahkan hilang, jika paprika yang telah terbelah
dibiarkan lama terkena udara. Menurut Irna (2005), kiat memilih dan menyimpan
paprika yang baik adalah sebagai berikut:
1. Pilih paprika yang kulitnya masih licin, berkilat dan tidak kusam.
2. Perhatikan ujung paprika dekat batangnya. Jika ada sedikit saja warna
hitam atau cokelat keabu-abuan, paprika itu sudah mulai membusuk di
3. Pilih paprika yang keras untuk memastikan bahwa kualitasnya masih
bagus dan baru.
4. Jika dibeli dalam keadaan terbungkus plastik, segera buka kemasannya
agar tidak lembab.
5. Simpan paprika dalam kantong plastik yang telah dilubangi sebelum
dimasukkan ke dalam kulkas, sehingga tahan untuk jangka waktu lama.
6. Paprika jangan dibiarkan dalam keadaan terbelah jika tidak akan langsung
dimakan karena vitamin C yang terkandung di dalamnya bisa
berkurang/hilang.
2.6. Sensor Warna Tcs3200
Sensor warna merupakan sebuah modul sensor warna yang berbasis Sensor TAOS
TCS3200 yang digunakan melakukan pengukuran warna RGB(Read, Green, Bue)
dari sebuah objek. Modul sensor ini memiliki fasilitas untuk merekam hingga 25
data warna yang akan disimpan dalam EEPROM. Modul sensor ini dilengkapi
dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
Gambar 2.4 Sensor Warna TCS 3200
Module Sensor Warna TCS3200 menggunakan chip TAOS TCS3200
mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang
menggunakan sensor ini diantaranya pembacaan warna, pengelompokkan barang
berdasarkan warna, ambient light sensing and calibration, pencocokan warna, dan
banyak aplikasi lainnya.
Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing
filter warna yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut
didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang
menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi.
Dimensi modul DT-SENSE Color Sensor yaitu :
1. Tanpa spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 2,8 cm (t).
2. Dengan spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 4,6 cm (t).
Spesifikasi DT-SENSE Color Sensor yaitu: 1. Berbasis sensor TAOS TCS3200D.
5. Tersedia fitur penyimpanan 25 buah data warna.
6. Pin input/output kompatibel dengan level TTL/CMOS. 7. Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.
8. Konfigurasi komunikasi serial adalah : baudrate 9600 bps, 8 data bit, 1 stop bit, tanpa parity, dan tanpa flow control.
9. Antarmuka I2C mendukung bit rate data hingga 50 kHz.
10.Pada antamuka I2C modul ini dapat di-cascadehing yang terdiri dari :
Tersedia perintah white balance untuk membaca referensi warna putih dan black balance untuk membaca nilai referensi warna hitam melalui command set.
Kebutuhan catu daya 4,8 - 5,4 VDC.
Tersedia deskripsi dan penjelasan command set yang didukung oleh modul ini.
Tersedia contoh program uji untuk antarmuka I2C.
2.7. Mikrokontroller AT89S52
Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi
kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip.
AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi
dengan inte rnal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read
Only Memory ), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram
kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan
susunan pin 80C5.
Mikrokontroler AT89S52 memiliki :
1. Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit. 2. 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.
3. Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit.
4. Osilator internal dan rangkaian pewaktu.
5. Dua buah timer/counter 16 bit Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).
6. ebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).
8. EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.
9. Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi
adalah 1 μs.
2.7.1 CPU ( Central Prosesing Unit )
Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini
terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adala h mengambil instruksi dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja
sederhana ( decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkah-langkah yang telah ditentukan program ( execute). Unit aritmatika dan logika merupakan bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan,
pengurangan, serta manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan
perbandingan.
2.7.2 Bagian Masuk/Keluaran (I/O)
Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar
sistem. Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi
data dari /ke serpih tunggal. Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu
piranti untuk hubungan serial UART (Universal Asynchronous Receiver
Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang
tidak dipahami oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini
dikenal dengan nama bahasa assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi.
Namun saat ini pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan
menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C, pemrograman mikrokontroler menjadi
lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C akan secara otomatis diubah
menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat lunak pada
mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :
1. Instruksi Transfer Data
Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke
memori, dari register ke memori dan lain lain.
2. Instruksi Aritmatika
Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjuml ahan,
pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement),
perkalian dan pembagian.
3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit
Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan,
penggeseran dan komplemen data.
4. Instruksi Percabangan
Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan
instruksi ini, program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat
tertentu.
5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol
Instruksi ini mengatur penggunaan stack, memba ca/menulis port I/O, serta
2.7.4 Konfigurasi Pin
Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin dengan catu daya tunggal 5 Volt.
Ke-40 pin tersebut digambarkan sebagai berikut :
Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52
Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah :
1). Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah ( bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan ( general purpose).
2). Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi.
3). Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua a rah yang memiliki
fungsi pengganti sebagai berikut :
P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data)
P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)
P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low)
P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, a ktif low)
P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)
P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)
P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.
4). Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal.
5). Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung
pada kristal.
6). Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian.
7). Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim
byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal.
8). Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM)
ke mikrokontroler (aktif low).
9). Pin 30 sebagai ALE (Address Latch Enable) untuk menahan alamat bawah voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler. 11). Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi
sebagai alamat bawah yang dimultipleks den gan data untuk mengakses
program dan data memori eksternal.
12). Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.
2.7.5 Organisasi Memori
Semua serpih tunggal dalam keluarga MCS-51 memiliki pembagian ruang alamat
untuk program dan data. Pemisahan memori program dan memori data
memperbolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun
demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR
(Data Point Register). Memori program hanya bisa dibaca tidak bisa ditulis karena disimpan dalam EPROM. Dalam hal ini EPROM yang tersedia di dalam
Gambar 2.6 Organisasi Memori pada Mikrokontroller AT89S52
a) Memori Program
Pada EPROM 8 Kbyte, jika EA (External Access) bernilai tinggi, maka
program akan menempati alamat 0000 H sampai 0FFF H secara internal. Jika EA
bernilai rendah maka program akan menempati alamat 1000 H sampai FFFF H ke
pr ogram eksternal.
b) Memori Data
Memori data internal dipetakan seperti pada gambar di bawah ini Ruang
memorinya dibagi menjadi tiga blok yaitu bagian 128 bawah, 128 atas, dan ruang
SFR ( Special Function Register)
Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52
byte berikutnya, di at as bank-bank register, membentuk suatu blok ruang memori
yang bisa teralamati per bit ( bit addressable). Alamat-alamat bit ini adalah 00 H hingga 7F H. Semua byte yang berada di dalam 128 bawah dapat diakses baik
secara langsung maupun tidak langsung. Bagian 128atas hanya dapat diakses
dengan pengalamatan tidak langsung. Bagian 128 atas dari RAM hanya ada di
dalam piranti yang memiliki RAM 256 byte.
2.8. LCD 1632
M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan
konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler yang
didisain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan
Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM
(Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator
Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).
DDRAM
DDRAM adalah merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan
berada. Contoh, untuk karakter „A‟ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD.
Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil
Gambar 2.8 DDRAM M1632 (diambil dari data sheet HD44780)
CGRAM
CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah
karakter di mana
bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan
hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.
CGROM
CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah
karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun karena ROM bersifat
permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply
tidak aktif Pada gambar 2, tampak terlihat pola-pola karakter yang tersimpan
dalam lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan
menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 akan
mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola
karakter A.
Gambar 2.9 LCD LM1632
Register
HD44780, mempunyai dua buah Register yang aksesnya diatur dengan
menggunakan kaki RS. Pada saat RS berlogika 0, maka register yang diakses
adalah Register Perintah dan pada saat RS berlogika 1, maka register yang diakses
adalah Register Data
Register Perintah
Register ini adalah register di mana perintah-perintah dari mikrokontroler ke
HD44780 pada saat proses penulisan data atau tempat status dari HD44780 dapat
dibaca pada saat pembacaan data.
Penulisan Data ke Register Perintah
Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan
LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data. Gambar
menunjukkan proses penulisan data ke register perintah dengan menggunakan
mode 4 bit interface. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register
Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan
dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan
diawali pulsa logika 1 pada E Clock. Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0)
dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi. Untuk mode 8 bit
interface, proses penulisan dapat langsung dilakukan secara 8 bit (bit 7 … bit 0)
Gambar 2.10 Penulisan Data ke register Perintah
2.8. Light Emmiting Diode (LED)
Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting
diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik
yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk
elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor
yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.
LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed
Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki artikel-artikel yang
longgar / filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri
Gambar.2.3. Simbol dan gambar LED
LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer.
Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas
dan bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu
emergency dan sebagainya. LED sebagai model almpu masa depan dianggap
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Pembuatan Sistem Keseluruhan
Sistem yang dirancang bertujuan untuk mengukur kandungan Alfatokoferol pada
paprika hijau, adapun perancangan alat yang digunakan dalam penelitian ini
seperti dalam gambar 3.1 dibawah ini:
LED
Gambar 3.1 Blok Diagram Pembuatan Alat Kadar Alfatokoferol
Cara kerja alat ini adalah sumber cahaya LED putih memancarkan cahaya dengan
panjang gelombang tertentu yang mengenai sampel yang sudah di ekstrak terlebih
dahulu. Kemudian, masukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 50 ml dengan
penambahan etanol masing-masing sampel berbeda ukuran konsentrasinnya.
Larutan pada sampel menyerap cahaya putih dan meneruskan cahaya sesuai
dengan warna pada sampel, sehingga cahaya dari sampel larutan alfatokoferol
langsung ditangkap oleh sensor warna, yang akan menghasilkan warna dengan
komposisi RGB tertentu.
Intensitas cahaya yang diteruskan akan menjadi lebih kecil daripada
warna dan disambungkan dengan mikrokontroler. Setelah diperoleh hasilnya,
keluaran mikrokontroler berupa data biner kandungan alfatokoferol yang
selanjutnya oleh LCD ditampilkan dalam satuan desimal. Kemudian nilai RGB
dari masing-masing dikalibrasi pada nilai nm yang terkandung pada sampel.
3.2. Rangkaian LED Putih
Led putih menghasilkan cahaya sebesar 32 lumen per watt (lm/W), bentuk fisik
lampu LED putih yang digunakan sebagai lampu penerangan merupakan
kumpulan (kluster) LED putih yang sudah disatukan dan dikemas sedemikian
rupa sehingga membentuk sebuah sumber cahaya. Led putih membutuhkan
tegangan sebesar 5 V untuk dapat menyala dengan baik, dengan hambatan sebesar
330 volt. Seperti tampak pada Gambar 3.2 berikut:
Gambar 3.2 Rangkaian LED putih
3.3. Rangkaian Sensor Warna TCS3200
Rangkaian Blok sensor warna pada sistem ini menggunakan modul sensor
warna DT-Sense Color Sensor yang menggunakan TCS3200 sebagai sensor warna-nya. Modul sensor ini dapat menyimpan hingga 25 data warna yang akan
disimpan pada EEPROM.
Output dari rangkaian blok sensor warna ini akan diproses oleh
mikrokontroller sehingga nantinya mikrokontroller dapat menampilkan hasil
Gambar 3.3 Rangkaian Blok Sensor Warna
Pengenalan warna pada sensor warna dipengaruhi oleh pencahayan
yang masuk ke sensor , antara lain : tingkat refleksivitas obyek, kondisi cahaya sekitar, ukuran obyek, dan jarak antara lensa ke obyek
3.4. Rangkaian LCD LM1632
LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu jenis tampilan yang dapat digunakan untuk menampilkan angka (numerik) atau karakter. LCD terdiri atas
tumpukan tipis dari dua lembar kaca dengan pinggiran yang tertutup rapat. Antara
dua lembar kaca tersebut diberi bahan kristal cair (Liquid Crystal) yang tembus cahaya. Permukaan luar dari masing-masing keping kaca mempunyai lapisan
penghantar tembus cahaya seperti oksida timah atau oksida indium. (Woollard,
2006)
Proses mengirim/mengambil data dari M1632 bisa dijabarkan sebagai
berikut :
1. RS harus disiapkan dulu, untuk menentukan jenis data seperti yang telah
2. R/W di-nol-kan untuk menandakan akan diadakan pengiriman data ke
sinyal E disatukan, pada E menjadi 1, M1632 akan meletakkan datanya di
DB0….DB7, data ini harus diambil sebelum sinyal E dinolkan kembali.
Untuk menghubungkan dengan mikrokontroller, pemakai LCD M1632
dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0….DB7) yang dipakai untuk menyalurkan
kode ASCII maupun perintah pengatur kerjanya M1632. Selain itu dilengkapi
pula dengan E, R/W dan R/S seperti layaknya komponen yang kompetibel
dengan mikroprosesor. RS (Register Select) dipakai untuk membedakan jenis data
yang dikirim M1632, kalau RS=0 datayang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja M1632, sebaliknya kalau RS=1 data yang akan dikirim adlah kode
ASCII yang ditampilkan. M1632 mempunyai seperangkat perintah untukmengatur
tata kerjanya,perangkat perintah tersebut meliputi perintah untuk menghapus
tampilan, meletakkan kembali kusor pada baris huruf pertama baris pertama,
menghidupkan/mematikan tampilan dan lain sebagainya.
Untuk tampilan dipergunakan LCD Dot Matrik 2 x 16 karakter.
Sinyal-sinyal yang diperlukan oleh LCD adalah RS dan Enable, sinya l RS dan Enable
dipergunakan sebagai input yang outputnya dipakai untuk mengaktifkan LCD.
LCD akan aktif apabila mikrokontroller memberikan instruksi tulis pada LCD.
Saat kondisi RS don‟t care dan enable 0 maka LCD tetap pada kondisi semula, pengiriman data ke LCD dilakukan saat RS berlogika 0 dan enable berlogika 1.
instruksi dikirim pada LCD bila keadaan RS berlogika 1 dan enable berlogika 1.
Gambar 3.4 Rangkaian LCD 1632
3.5. Rangkaian Mikrokontroller AT89S52
Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada.
Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 3.3 berikut ini:
Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena
mikrokontroller AT89S8252 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19
dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan
mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT89S8253 dalam mengeksekusi setiap
perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa
transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39
adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga
digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya
akses ke memori program eksternal.
Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm.
Resistor 4k7 ohm yan dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ) agar output dari mikrokontroler dapat mntrigger transistor. Pin 1
sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17
adalah port 3. Pin 39 yang merupakan P0.0 dihubungkan dengan sebuah resistor
330 ohm dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian
minimum mikrokontroler AT89S52 sudah bekerja atau belum. Dengan
memberikan program sederhana pada mikrokontroler tersebut, dapat diketahui
apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak.
Jika LED yang terhubug ke Pin 39 sudah bekerja sesuai dengan perintah
yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Pin 20
merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40
merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power
supply.
3.6. Pembuatan Perangkat Lunak (Software)
Sistem perangkat keras sebagai pengendali tidak akan dapat bekerja jika tidak
disertai dengan peangkat lunak sebagai pengatur keseluruhan sistem. Perangkat
langka-keseluruhan sistem, sehingga nantinya dapat ditentukan arah kendali atau proses
dari sistem yang dibuat. Mikrokontroler merupakan pengendali utama dari
keseluruhan sistem ini. Mikrokontroler tidak akan bisa berfungsi jika di dalamnya
tidak dimasukkan sebuah program (perangkat lunak). Perangkat lunak yang
dirancang pada sistem ini menggunakan sebuah bahasa pemrograman yang berupa
bahasa Assembler.
No
Yes
3.6
.
3.7. Pembuatan Larutan Sampel
Alat otomatisasi pengukur kadar Alfatokoferol ini menggunakan sampel larutan
Alfatokoferol (vitamin E) yaitu paprika hijau, yang nantinya akan diuji pada alat
tersebut agar diketahui ketepatan niali pembacaannya. Sampel yang digunakan
untuk penelitian ini adalah ekstrak Vitamin E murni. Pada penelitian ini dibuat
sepuluh sample yang dilarutkan dengan etanol hingga 50 ml. Pembuatann sampel
dilakukan dengan cara melarutkan 10 ml alfatokoferol murni dalam 50 ml Etanol
sehingga didapatkan alfatokoferol 10 % sebagai larutan stok sesuai rumus persen :
% Alfatokoferol = 100 ������ ���� �� x 100%
Setelah itu, untuk mendapatkan alfatokoferol dengan kadar tertentu, maka
diambil dari larutan stok kemudian diencerkan sampai volume 10 ml sesuai
dengan rumus berikut :
M1 V1= M2 V2 Dimana :
V1= �
2 �2
�1 M1 = Kosentrasi larutan stok (%)
M2 = Kosentarsi larutan yang
diinginkan (%)
V1 = Volume dari larutan stok
V2 = Volume larutan yang diinginkan
3.8. Pengujian Alat
3.8.1. Proses Pengambilan Data
Pengambilan data dilakuan dengan menggunakan 11 sampel yang telah terukur
kadar alfatokoferolnya secara perhitungan. Adapun langkah-langkahnya sebagai
berikut :
a) Membuat larutan sampel dengan perhitungan kadar alfatokoferol
sebagaimana telah dijelaskan pada sub pokok bahasan 3.7
b) Meletakkan satu persatu larutan sampel pada rangkaian sistem.
c) Sampel diuji keberadaan alfatokoferolnya menggunakan alat uji
keberadaan alfatokoferol.
d) Mengamati dan mencatat hasil pengujian yang ditampilkan pada
LCD.
e) Membandingkan hasil pengujian alat dengan pengujian semula.
f) Membuat regresi dari hasil pengujian sebenarnya dengan hasil
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pengujian Alat
Secara umum, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat dapat bekerja
sesuai dengan spesifikasi perencanaan yang telah ditetapkan. Pengujian dilakukan
untuk kerja perangkat keras pada masing-masing blok rangkaian penyusun sistem,
antara lain Sensor, Mikrokontroler, LCD dan pengujian alat secara keseluruhan.
4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS3200
Pengujian rangkaian sensor warna TCS230 dapat dilakukan dengan menggunakan
rangkaian seperti pada Gambar 4.1:
Berdasarkan hasi pengujian rangkaian sensor warna TCS3200 yang mengacu pada
Gambar 4.1, maka diperoleh data seperti pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian sensor TCS3200
No Kadar Perhitungan (%) Hasil Keluaran Alat
0 0 Tidak
1 1 Ada
2 2 Ada
3 3 Ada
4 4 Ada
5 5 Ada
6 6 Ada
7 7 Ada
8 8 Ada
9 9 Tidak
10 10 Tidak
Dari hasil pengujian tabel 4.1 di atas dapat dilihat bahwa keberadaan
alfatokoferol pada sampel berada pada kosentrasi 1 – 8 %, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan sensor dalam pengukuran alat.
4.1.2 Hasil Pengujian Sistem Minimum AT89S52 Dan LCD
Pengujian terhadap mikrokontroler AT89S52 dan LCD dilakukan untuk
memeriksa apakah terdapat kesalahan dalam perangkat lunak yang sudah disusun
untuk mengisi data serta menampilkannya pada LCD. Pengujian dilakukan
