RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA 8
LAPORAN TUGAS AKHIR
BELLINA SARUKSUK 152408063
PROGRAM STUDI D3 FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA8
LAPORAN TUGAS AKHIR
Diajukan Untuk Melengkapi Tugas Dan Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya
PROGRAM STUDI D3 FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2018
PERNYATAAN ORISINILITAS
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA 8
LAPORAN TUGAS AKHIR
Saya Menyatakan Bahwa Laporan Tugas Akhir ini Adalah Hasil Karya Sendiri, Kecuali Beberapa Kutipan Dan Ringkasan Yang Masing-Masing di sebutkan Sumbernya.
Medan, Juli 2018
BELLINA SARUKSUK NIM :152408063
ABSTRAK
RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA 8
Telah dirancang sebuah alat yang dapat mendeteksi tingkat kekeruhan air dengan menggunakan sensor turbidity. Sensor turbidity ini menggunakan beberapa komponen diantaranya yaitu Mikrokontroller atmega 8, PSA, sensor turbidity, LCD, dan Buzer. Alat ini mampu mendeteksi tingkat kekeruhan dengan baik walaupun banyak noiz. Misalnya cahaya dari luar. Dan alat ini akan dibandingkan dengan alat yang sudah ada sebelumnya dengan tujuan untuk membandingkan hasil dari tingkat kekeruhan tersebut.
Kata kunci : Mikrokontroller Atemega8, Buzer dan LCD.
ABSTRACT
DESIGN AND DEVELOPMENT OF WATER DETECTION AIR WITH ATM OUTPUT BASED ON ATMEGA 8
It has designed a device that can detect turbidity of water by using turbidity sensor.
Turbidity sensor uses several components such as microcontroller atmega 8, PSA, turbidity sensor, LCD, and Buzer. This tool is able to detect the level of turbidity well although many noiz. For example the light from the outside. And this tool will be compared with pre-existing tools in order to compare the results of the turbidity level.
Keywords: Atemega8 Microcontroller, Buzer and LCD.
PENGHARGAAN
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Subhanahuwata’ala yang maha pengasih serta maha penyayang atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis akhirnya dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang merupakan sebagian syarat guna mencapai gelar. Shalawat dan salam taklupah penulis hadiahkan kehadiran nabi Muhammad SAW yang merupakan suri tauladan yang seharusnya di contoh untuk mendapatkan kehidupan yang bahagia di akhir kelak nanti.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimah kasih yang mendalam kepada semua pihak yang telah memberikan dukungannya baik moril maupun materil. Untuk itu penulis ingin mengucapkan banyak terimah kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Keluarga tercinta yang paling penulis sayangi dan cintai, terima kasih selama ini telah memberikan cinta dan kasih sayang yang sangat besar kepada penulis, untuk kedua orang tuaku yang telah bersusah payah memandikan keringat dan memberikan yang terbaik kepada penulis sehingga penulis dapat mengartikan arti hidup dan cinta yang sesungguhnya, kakakku yang kusayang Sahdania saruksuk yang senantiasa selalu mendukung penulis, dan adik- adikku yang selalu memberikan keceriaan untuk penulis.
2. Keluarga besar Universitas Sumatera Utara khususnya Departemen Fisika : a. Ketua Program Strudi D-III Fisika : Drs, TakdirTamba, M.Eng, Sc b. Sekretaris D-III Fisika : Drs, AditiaWarman
c. Dan seluruh staf pengajar pada fakultas MIPA
3. Penulis juga mengucapkan terimah kasih yang sebesar-besarnya kepada Dosen pembimbing :Drs, Aditia Warman, yang telah mempermudah penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
4. Untuk sahabat-sahabat ku yang keren dan gokil anak fin stambuk 015 semuanya yang tidak bias penulis sebutkan satu persatu, semoga
persahabatan kita tetap abadi selamanya karena kalianlah sahabat-sahabat terbaik ku.
Hanya Allah lah yang dapat membalas semua kebaikan kalian semua, mudah- mudahan kita menjadi orang yang sukses, Amin.
Dengan penuh kerendahan hati, penulis mengharap kritik dan saran dari semua pihak atas segala kekurangan yang penulis sadari sepenuhnya dalam TugasAkhir ini, guna perbaikan di kemudian hari.
Medan, juli 2018 Penulis,
BellinaSaruksuk 152408063
DAFTAR ISI
ASTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
BAB 1 PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 RumusanMasalah ... ..2
1.3 BatasanMasalah ... 2
1.4 Tujuan Penelitian ... 3
1.5 ManfaatPenelitian ... 3
1.6 SistematikaPenulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 5
2.1 AVR Mikrokontroller ATmega8 ... 5
2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega8 ... 6
2.1.2. Status Register ... 9
2.1.3 ArsitekturMikrokontroller ATMega8 ... 11
2.1.4Kebutuhan Clock ATMega8 ... 11
2.1.5Memori AVR ATMega8 ... 12
2.1.6Timer / Counter 0 ... 13
2.1.7 Komunikasi Serial Pada ATMega8 ... 14
2.1.8Kelebihan (Fitur) Mikrokontroller AVR ATMega8 ... 14
2.2 Pengukuran ... 15
2.3 Tingkat kekeruhan... 16
2.4 HamburanCahaya ... 16
2.5 SistemPenjernihan Air ... 18
2.6 Liquit Crystal Display (LCD) ... 18
BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ... 20
3.1 Diagram Blok Rangkaian ... 20
3.1.1FungsiTiap Blok ... 20
3.2 RangkaianMikrokontroller Atmega8 ... 20
3.3 Rangkaian Power Supply ... 22
3.4 PerancanganRangkaian LCD (Liquit Crystal display)... 22
3.5 RangkaianBuzer ... 23
3.6 Rangkaian Turbidity ... 24
3.7 Flowchart System ... 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 26
4.1 PengujianRangkaianMikrokontroller Atmega8 ... 26
4.2 pegujianrangkaian power supply ... 26
4.3Rangkaian LCD 2x16 ... 27
4.4 pengujianrangkaianBuzer... 28
4.5 pengujian turbidity ... 28
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 30
5.1 Kesimpulan ... 30
5.2 Saran ... 30
DAFTAR PUSTAKA ... 31 LAMPIRAN
Lampiran A (Gambar Rangkaian) Lampiran B (Program)
Lampiran C (Database)
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Mikrokontroller Atmega8 ... 5
Gambar 2.2 Konfogurasi Pin Atemega8 ... 6
Gambar 2.3 Status Register Atemega8 ... 9
Gambar 2.4 Blok Diagram Fungsional Atemega8 ... 11
Gambar 2.5 Peta Memori Atemega8... 13
Gambar 2.6 Tampilan Lcd ... 19
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian ... 20
Gambar 3.2 Rangkain Mikrokontroller Atemega8 ... 21
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supply (Psa) ... 22
Gambar 3.4 Rangkaian Lcd ... 23
Gambar 3.5 Rangkaian Buzer ... 24
Gambar 3.6 Rangkaian Turbidity... 24
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 fungsi alternatif port B ... 7
Tabel 2.2 fungsi alternatif port C ... 8
Tabel 2.3 fungsi alternatif port D ... 8
Tabel 2.4 clok atemega 8 ... 12
Tabel 4.5 hasil pengukuran tingkat kekeruan air ... 29
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang
Air adalah senyawa yang paling penting di bumi. Air ditemukan dipermukaan dan juga di atmosfer bumi. Sebagian besar tubuh manusia terdiri atas air. Air juga terdapat pada tumbuhan dan hewan. Didalam kehidupan sehari-hari, kita banyak menggunakan air untuk kebutuhan rumah tangga misalnya untuk air minum, memasak, mencuci dan sebagainya. Kegunaan air bagi manusia antara lain untuk proses pencernaan, metabolism, mengangkut zat-zat makanan dalam tubuh, mengatur keseimbangan suhu tubuh, dan menjaga jangan sampai tubuh kekeringan. Apabila tubuh banyak kehilangan air, maka akan mengakibatkan kematian, sebagai contoh penderita penyakit kolera.
Selain itu air juga digunakan dalam bidang industri. Untuk memenuhi semua kebutuhan tersebut maka diperlukan air yang kualitasnya baik. Kualitas air yang baik dilihat dari berbagai segi yaitu segi kimiawi, biologis, fisika, maupun segi estetika.
Salah satunya dari segi estetika kualitas air dilihat dari tingkat kekeruhan.
Dari segi kualitas air minum harus memenuhi : a. Syarat fisik :
Air tak boleh berwarna
Air tak boleh berasa
Air tak boleh berbau
Suhu air hendaknya dibawah sela udara (sejuk ± 25°C)
Air harus jernih.
Syarat - syarat kekeruhan dan warna harus dipenuhi oleh setiap jenis air minum dimana dilakukan penyaringan dalam pengolahannya. Kadar bilangan yang disyaratkan dan tidak boleh dilampauhi adalah sebagai berikut :
Kadar (bilangan) yang disyaratkan
Kadar (bilangan) yang tak boleh dilampauhi
Keasaman sebagai PK
7,0 – 8,5 Dibawah 6,5 dan di atas 9,5
Bahan – bahan padat
Tak melebihi 50 mg/I
Tak melebihi 1.500 mg/I
Warna (skala Pt CO)
Tak melebihi kesatuan
Tak melebihi 50 kesatuan
Rasa
Tak mengganggu -
Bau
Tak mengganggu -
b. Syarat Kimia :
Air minum tidak boleh mengandung racun, zat - zat mineral atau zat – zat kimia tertentu dalam jumlah melampauhi batas yang telah di tentukan.
Tabel 1 – 1 Drinking water Quality Criteria W.H.O.
PH
Alkalinity NH3 – N ppm NO2 – N ppm NO3 – N ppm CL – ppm SO4 ppm
KMnO4 cons. Ppm T. S. ppm T, Hardness Ca++ ppm Mg++ ppm T.Fe ppm T.Mn ppm T.Cu ppm T.Pb ppm T.Cu ppm T.Pb ppm T.Zn ppm T.Cr ppm
7,0 – 8,5 - 0,5
40 200 200 10
- -100 – 50
75 50 0,3 0,1 1,0 0,1 1,0 0,1 5,0 0,05
-
Cr6+ ppm T.Mg ppm T.As ppm T.FF pm CN ppm Phenol ppm R Chlorine ppm T.Cd
Radio Activity General Bacterial Caliform Bacteria
- 0,2 1,0 0,01 0,001
- - - 10-9 c/ml - 10-8 c/ml
- - MPN 10 All year.
c. Syarat – syarat bacteriologi
Air minum tidak boleh mengandung bakteri – bakteri penyakit (pathogen) sama sekali dan tak boleh mengandung bakteri – bakteri golongan Coli melebihi batas- batas yang telah di tentukan yaitu 1 Coli/100 ml air.
Bakteri golongan Coli ini berasal dari usus besar (faeces) dan tanah. Bakteri pathogen yang mungkin ada di dalam air antara lain adalah :
- Bakteri typhsum - Vibrio colerae - Bakteri dysentriae - Entamoeba hystolotica
- Bakteri enteritis (penyakit perut)
Air yang mengandung golongan Coli dianggap telah berkontaminasi (berhubungan) dengan kotoran manusia. Dengan demikian dalam pemeriksaan bakteriologik, tidak langsung diperiksa apakah air itu mengandung bakteri phatogen, tetapi diperiksa dengan indikator bakteri golongan Coli.
Air dikatakan keruh apabila air tersebut mengandung begitu banyak partikel bahan yang tersuspensi sehingga memberikan warna/rupa yang berlumpur dan kotor.
Bahan – bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi : tanah liat, lumpur, bahan
– bahan organik yang tersebar secara baik dan partikel – partikel yang tersuspensi lainnya. Nilai numerik yang menunjukkan kekeruhan didasarkan pada turut campurnya bahan- bahan tersuspensi pada jalannya sinar melalui sampel.
Cara lain untuk mengetahui kualitas air minum sehat dan layak di konsumsi adalah dengan melihat kandungan TDS-nya (Total Dissolved Solit) atau kandungan unsure mineral non-organik dalama air. Mineral dalam air itu ada dua yaitu :
1. Mineral organik, yaitu mineral yang baik bagi tubuh manusia yang berasal dari sayur, buah, daging, telur, atau susu.
2. Mineral non-organik atau mineral dari benda mati yang tidak bisa di urai oleh tubuh. Contoh zat kapur, besi, timah, magnesium, tembaga, sodium,, chloride, dan chlorine.
Air yang mengandung mineral non-organik tinggi sangat tidak baik untuk kesehatan. Sebab, ia akan mengendap dala tubuh dan menimbulkan penyakit.
Misalnya bila mengendap di mata menimbulkan katarak, mengendap di ginjal menimbulkan batu ginjal, pada pembuluh darah menyebabkan pengerasan pembuluh darah, tekanan darah tinggi, dan stroke. Bila mengendap pada persendian akan mengakibatkan pengapuran tulang, dll.
Berkaitan dengan TDS ini, ada empat kategori air : 1. TDS lebih dari 100 ppm : air tidak layak di minum.
2. TDS antara 1 – 100 ppm : air layak di minum.
3. TDS antara 1 – 10 ppm : air murni.
4. TDS 0 ppm : air organik.
World Health Organization (WHO) telah menyatakan antara lain bahwa standar air minum serhat yang layak dikonsumsi harus memiliki kadar TDS dibawah 100 ppm. Lebih dari situ tidak layak di minum.
Turbidity atau kekeruhan disebabkan oleh banyaknya faktor, antara lain adanya bahan yang tidak terlarut seperti debu, tanah liat, bahan organic dan inorganik, dan mikro-organisme air. Di sini berakibat air akan menjadi kotor dan tidak jernih.
Turbidity mengganggu penetrasi sinar matahari, sehingga mengganggu photosynthesis tanaman air.Selain itu bakteri pathogen dapat berlindung di dalam atau di sekitar bahan penyebab turbidity. Di dalam melakukan pengukuran turbidity menggunakan lilin turbidity meter dari Jackson dan caraNephelometer.
Pengukuran dengan lilin turbidity meter menggunakan tabung gelas yang dikalibrasi menurut tabel dan standar, lilin. Sampel dituangkan ke tabung sampai nyala lilin tidak kelihatan. Tinggi tabung di ukur dan dibanding dengan standar turbidity (1 unit turbidity = mg/ 1 Si O2).
Pengukuran turbidity berdasarkan atas penetrasian sinar lilin melalui sampel air sehingga nyala lilin tidak dapat diamati melalui air.Pengukuran ini hanya dapat menentukan turbidity terendah 25 unit. Persyaratan mutu air minum sesuai syarat mutu SNI 01- 3553 2006 :
No. Parameter Satuan Air Minum Air Demineral
1. Kekeruhan NTU Mak 5 Mak 3
Batas maksimum tingkat kekeruhan air minum yang dianjurkan oleh Badan Kesehatan Dunia Nephelometric Turbidity Unit (NTU) adalah Kadar maksimal angka kekeruhan yang diperbolehkan 5 NTU. (Ir. C. Totok Sutrisno, dkk. 1991)
Berkaitan dengan hal tersebut, dalam Tugas Akhir ini dilakukan suatu penelitian eksperimen untuk mengetahui tingkat kekeruhan air, apakah termasuk air dengan kekeruhan tinggi atau rendah.Tingkat kekeruhan air biasanya diukur dengan alat turbidimeter yang berprinsip pada spektroskopi absorbpsi, dan juga diukur dengan turbidimeter berprinsip hamburan cahaya.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran tingkat kekeruhan air dengan menggunakan prinsip hamburan cahaya.Alat yang digunakan dalam penelitian ini dibuat berdasarkanalat yang pernah ada sebelumnya dengan sinar laser sebagai sumber cahaya. Sinar laser di arahkan ke medium berpartikel. Sehingga sinar tersebut sebagian ada yang diteruskan dan sebagian lagi dihamburkan.
Tingkat kekeruhan mediumnya ditentukan dari perbandingan antara intensitas sinar yang di hamburkan terhadap intensitas sinar yang diteruskan. Set alat tersebut menganggap bahwa intensitas awal sinar adalah tetap. Tetapi dalam kenyataan, muncul masalah yaitu adanya perubahan intensitas awal sinar (Io) yang masuk kemedium berpartikel. Dengan adanya masalah tersebut, maka dalam penelitian ini telah dibuat alat ukur kekeruhan air dengan prinsip hamburan cahaya yang disertai dengan pengukuran intensitas awal sinar yang masuk kemedium berpartikel selama berjalannya eksperimen. Ini dimaksudkan agar setiap pengukuran intensitas sinar
yang terhambur selalu dibandingkan dengan intensitas sinar yang masuk pada medium berpartikel.
Penelitian ini mengambil sistem penjernihan air di Bak kamar mandi kontrakan saya sebagai objek penelitian. Sehingga penelitian ini bisa digunakan untuk mengetahui unjuk kerja sistem penjernihan air tersebut. Untuk mengetahui unjuk kerjanya, dilakukan dengan melihat adanya pengurangan tingkat kekeruhan air yang sudah masuk ke dalam sistem.
Atas dasar pemikiran tersebut maka penulis mencoba membuat suatu alat yang dapat mengukur tingkat kekeruhan air tersebut dengan judul “RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA 8”.
Dengan melakukan penelitian ini, diharapkan kita semakin mudah untuk merangkai alat sederhana dan lebih sempurnah sebagai pengukur tingkat kekeruhan air.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut dapat dirumuskan beberapa masalah yaitu : 1. Bagaimana perancangan alat yang digunakan untuk mengukur tingkat
kekeruhan air ?
2. Bagaimana cara menentukan tingkat kekeruhan air dengan pengukuran intensitas sinar laser yang terhambur ?
3. Bagaimana pemamfaatan alat ukur kekeruhan ini ?
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah untuk penelitian ini adalah :
1. Pengukuran tingkat kekeruhan air hanya dilakukan berdasarkan prinsip hamburan cahaya saja.
2. Menggunakan sampel Air Bersih dan Air Parit.
1.4 Tujuan Penelitian
Dari perumusan masalah di atas dapat di uraikan tujuan yang ingin di capai antara lain :
1. Untuk mengetahui rancangan alat yang di buat, agar bisa digunakan untuk mengukur tingkat kekeruhan air.
2. Untuk mengetahui cara menetukan kekeruhan sampel air dengan pengukuran intensitas sinar laser yang terhambur.
3. Untuk mengetahui pemamfaatan alat ukur kekeruhan air yang sudah di buat.
1.5 Mamfaat Penelitian
Penelitian ini bermamfaat untuk :
1. Memberi kemudahan dalam pembuatan alat pengukur tingkat kekeruhan air.
2. Memberikan tambahan di bidang ilmu pengetahuan dan teknologi sehingga bisa di mamfaatkan lebih lanjut demi kepentingan bersama.
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsipmkerja dari alat RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS ATMEGA 8maka penuli tugas akhir ini dengan sistematika penulisan sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini berisikan pendahuluan yang menjelaskan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian serta sistdematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori dasar dan teori pendukung yang berhubungan dengan penelitian.
BAB III PERANCANGAN ALAT
Bab ini membahas tentang perancangan sistem, diagram blok, dan perancangan program.
BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN PROGRAM
Bab ini membahas tentang pengujian dan uji coba aplikasi dari program yang telah dibuat dan pengolahan data dari hasil pengujian.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini merupakan bab penutup yang berisikan kesimpulan dan saran sebagai acuan untuk dikembangkan pada penelitian yang akan datang.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
BAB 2
LANDASAN TEORI
2.1 AVR Mikrokontroller ATMega 8
AVR merupakan salah satu jenis mikrokontroller yang di dalamnya terdapat berbagai macam fungsi. Perbedaannya pada mikro yang pada umunya digunakan seperti MCS51 adalah pada AVR tidak perlu menggunakan oscillator eksternal karena di dalamnya sudah terdapat internal oscillator. Selain itu kelebihan dari AVR adalah memiliki Power-On Reset, yaitu tidak perlu ada tombol reset dari luar karena cukup hanya dengan mematikan supply, maka secara otomatis AVR akan melakukan reset. Untuk beberapa jenis AVR terdapat beberapa fungsi khusus seperti ADC, EEPROM sekitar 128 byte sampai dengan 512byte.
Gambar 2.1 mikrokontroller ATEMEGA 8
AVR ATmega 8 adalah mikrokontroller CMOS 8-bit berarsitektur AVR RISC yang memiliki 8K byte in-system programmable flash. Mikrokontroller dengan konsumsi dayarendah ini mampu mengeksekusi intruksi dengan kecepatan maksimum 16MIPS pada frekuensi 16MHz. jika dibandingkan dengan ATmega8L perbedaannya hanya terletak pada besarnya tegangan yang diperlukan untuk bekerja.
Untuk ATmega8 tipe L, mikrokontroller ini dapat bekerja dengan tegangan antara 4,5-5,5 V. (Dayat, 2009)
2.1.1 Konfigurasi Pin ATMega 8
Gambar 2.2 Konfigurasi Pin ATMega 8
ATMega8 memiliki 28 Pin, yang masing-masing pin nya memiliki fungsi yang berbeda-beda baik sebagai port maupun fungsi yang lainnya. Berikut akan dijelaskan fungsi dari masing-masing kaki ATMega8.
a. VCC merupakan supply tegangan digital.
b. GND merupakan ground untuk semua komponen yang membutuhkan grounding.
c. Port B (PB7...PB0) didalam Port B terdapat XTAL1, XTAL2, TOSC1, TOSC2.
Jumlah Port B adalah 8 buah pin, mulai dari pin B.0 sampai dengan B.7. Tiap pin dapat digunakan sebagai input maupun output. Port B merupakan sebuah 8-bit bi- directional I/O dengan internal pull-up resistor. Sebagai input, pin-pin yang terdapat pada port B secara eksternal diturunkan, maka akan mengeluarkan arus jika pull-up resistor diaktifkan. Khusus PB6 dapat digunakan sebagai input Kristal (inverting oscillator amplifier) dan input kerangkaian clock internal, bergantung pada pengaturan fuse bit yang digunakan untuk memilih sumber clock. Sewdangkan untuk PB7 dapat digunakan sebagai output Kristal (output oscillator amplifier) bergantung pada pengaturan Fuse bit yang diuigunakan untuk memilih sumber clock. Jika sumber clock yang dipilih dari oscillator internal, PB7 dan PB6 dapat digunakan sebagai I/O atau jika menggunakan maka PB6 dan PB7 (TOSC2 dan TOSC1) digunakan untuk saluran input timer.
Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port B Port pin Alternate Functions
PB7 XTAL2 (chip clock oscillator pin2) TOSC2 (timer oscillator pin 2)
PB6 XTAL1 (Chip Clock Oscillator Pin 1 Or External Clock Input) TOSC1 (timer oscillator pin 1)
PB5 SCK (SPI Bus Master Clock Input)
PB4 MISO (SPI Bus Master Input/Slave Output) PB3 MOSI (SPI bus master output/Slave Output)
OC2 (Timer/Counter2 Output Compare Match Output) PB2 SS (SPI Bus Master Slave Select)
OC1B (Timer/Counter1 Output Compare Match B Output) PB1 OC1A ((Timer/Counter1 Output Compare Match A Output) PB0 ICP1 (Timer/Counter1 Input Capture Pin)
d. Port C (PC5 ...PC0) Port C merupakan sebuah 7-bit bi-directional I/O port yang di dalam masintg-masing pin terdapat pull-up resistor. Jumlah pin nya hanya 7 buah mulai dari pin C.0 samapai dengan pin C.6. sebagai keluaran/ output port C memiliki karakteristik yang sama dalam hal menyerap arus (source). ADC 6 channel (PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5) dengan resolusi sebesar 10 bit. ADC dapat kita gunakan untuk mengubah input yang berupa tegangan analog menjadi data digital. 12C (SDA dan SDL) merupakan salah satu fitur yang terdapat pada PORT C. 12C digunakan unrtuk komunikasi data type 12C seperti sensor kompas, accelerometer nunchuck, dll.
e. RESET/PC6 jika RSTDISBL Fuse deprogram, maka PC6 akan berfungsi sebagai pin I/O. pin ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan pin-pin yang terdapat pada port C lainnya. Namun jika RSTDISBL fuse tidak diprogram, maka pin ini akan berfungsi sebagai input reset. Dan jika level tegangan yang masuk ke pin ini rendah dan pulsa yang ada lebih pendek dari pulsa minimum, maka akan menghasilkan suatu kondisi reset meskipun clock-nya tidak bekerja. RESET merupakan salah satu pin penting di mikrokontroller, RESET dapat digunakan untuk merestart program. Pada ATMega8 pin RESET digabungkan dengan salah
satu pin IO (PC6). Secara default PC6 ini di disable dan diganti menjadi pin RESET. Kita dapat melakukan konfigurasi di fuse bit untuk melakukan pengaturannya.
Tabel 2.2 Fungsi Alternatif Port C Port Pin Alternate Function
PC6 RESET (reset pin)
PC5 ADC5 (ADC Input Channel 5)
SCL (Two-Wire Serial Bus Clock Line) PC4 ADC4 (ADC Input Channel 4)
SDA (Two-Wire Serial Bus Data Input/Output Line) PC3 ADC3 (ADC input channel 3)
PC2 ADC2 (ADC input channel 2) PC1 ADC1 (ADC input channel 1) PC0 ADC0 (ADC input channel 0)
f. Port D (PD7...PD0) Port D merupakan 8-bit bi-directional I/O dengan internal pull-up resistor. Fungsi dari port ini sama dengan port-port yang lain.
Hanya saja pada port ini tidak terdpata kegunaan-kegunaan yang lain. Pada port ini hanya berfungsi sebagai masukan dan keluaran saja atau biasa disebut dengan I/O.
Tabel 2.3 Fungsi Alternative Port D Port Pin Alternate Function
PD7 AIN1 (Analog comparator negative input) PD6 AIN0 (Analog comparator positif input) PD5 T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input) PD4 XCK (USART External Clock Input/Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)
PD2 INTO (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin)
USART (TXD dan RXD) merupakan jalur data komunikasi serial dengan level sinyal TTL. Pin TXD berfungsi untuk mengirimkan data serial, sedangkan RXD
kebalikannya yaitu sebagai pin yang berfungsi untuk menerima data serial.
Interrupt (INT0 dan INT1) merupakan pin dengan fungsi khusus sebagai interupsi hardwere. Interupsi biasanya digunakan sebagai celaan dari program.
Misalkan pada saat program berjalan kemudian terjadi interupsi hardwere/softwere maka program utama akan berhenti dan akan menjalankan program interupsi.
g. AVcc, pin ini berfungsi sebagai supply tegangan untuk ADC. Untuk pin ini harus dihubungkan secara terpisah dengan VCC karena pin ini digunakan untuk analog saja. Bahkan jika ADC pada AVR tidak digunakan tetap saja disarankan untuk menghubungkan secara terpisah dengan VCC. Jika ADC digunakan, maka Avcc harus dihubungkan ke VCC low passfilter.
h. AREF, merupakan pin referensi jika menggunakan ADC.
2.1.2 Status Register
Pada AVR status register mengandung beberapa informasi mengenai hasil dari kebanyakan hasil eksekusi intruksiaritmatika. Informasi ini digunakan untuk Altering arus program sebagai kegunaan untuk meningkatkan performa pengoperasian. Register ini di-update setelah operasi ALU (Arithmetic Logis Unit) hal tersebut seperti yang tertulis dalam datasheet khususnya pada bagian intruction set reference.
Dalam hal ini untuk membuang beberapa kasus dapat membuang penggunaan kebutuhan intruksi perbandingan yang telah didedikasikan serta dapat menghasilkan peningkatan dalam hal kecepatan dan kode yang lebih sederhana dan singkat.
Register ini tidak secara otomatis tersimpan ketika memasuki sebuah rutin interupsi dan juga ketika menjalankan sebuah perintah kembali dari interupsi. Namun hal tersebut harus dilakukan melalui softwere.
Gambar 2.3 Status Register Atemega 8
Penjelasan :
Bit 7 (I)
Merupakan bit Global Interrupt Enable. Bit ini harus di set agar semua perintah interupsi dapat dijalankan. Untuk perintah interupsi individual akan di jelaskan pada bagian yang lain. Jika bit ini di-reset, maka semua perintah interupsi baik yang individual maupun yang secara umum akan di abaikan.
bit ini akan dibersihkan atau cleared oleh hardwere setelah sebuah interupsi di jalankan dan akan di-set kembali oleh perintah RETI. Bit ini juga dapat di-set dan di-reset melalui aplikasi SEI dan CLL.
Bit 6 (T)
Merupakan bit copy storage. intruksi bit copy intruction BLD (Bit Load) and BST (Bit Store) menggunakan bit ini sebagai asal atau tujuan untuk bit yang telah dioperasikan. sebuah bit dari sebuah register dalam register file dapat disalin ke dalam bit ini dengan menggunakan intruksi BST, dan sebuah bit di dalam bit ini dapat di salin ke dalam bit di dalam register pada register file dengan menggunakan perintah BLD.
Bit 5 (H)
Merupakan bit Half Carry Flag. Bit ini menandakan sebuah Half Carry dalam beberapa operasi aritmatika. Bit ini berfungsi dalam aritmatika BCD.
Bit 4 (S)
Merupakan Sign Bit. Bit ini selalu merupakan sebuah eksklusif diantara Negative Flag (N)dan two’s Complemen Overflow Flag (V).
Bit 3 (V)
Merupakan bit Two’s Complemen Overflow Flag. Bit ini menyediakan fungsi aritmatika dua komplemen.
Bit 2 (N)
Merupakan bit Negative Flag. Bit ini mengindikasikan sebuah hasil negatif di dalam sebuah fungsi logika atau aritmatika.
Bit 1 (Z)
Merupakan Bit Zero Flag. bit ini mengindikasikan sebuah hasil nol “0” dalam sebuah fungsi aritmatika atau logika.
Bit 0 (C)
Merupakan bit Carry Flag. bit ini mengindikasikan sebuah Carry atau sistem dalam sebuah aritmatika atau logika.
2.1.3 Arsitektur Mikrokontroller ATMega8
Gambar 2.4 Blok Diagram Fungsional ATmega8
2.1.4 Kebutuhan Clock ATMega8
Sumber clock pada ATMega8 secara garis besar ada 2 buah, yaitu clock internal dan clock external. Untuk clock internal maksimum clock yang dapat digunakan adalah 8MHz, sedangkan untuk clock external maksimum clock yang dapat digunakan adalah sebesar 16MHz. Lebih jelasnya mengenai berbagai macam sumber clock dapat dilihat pada tabel di bawah ini.
Tabel 2.4 Clock ATMega8
2.1.5 Memori AVR ATMega 8
Memori atemeg terbagi menjadi tiga yaitu : a. Memori Flash
Memori Flas adalah memori ROM menjadi kode-kode program berada. Kata Flash menunjukkan jenis ROM yang dapat di tulis dan di hapus secara elektrik. memori flash terbagi menjadi dua bagian yaitu bagian aplikasi dan bagian boot. bagian aplikasi adalah bagian kode-kode program aplikasi berada. bagian boot adalah bagian yang di gunakan khusus untuk booting awal yang dapat di program untuk menulis bagian aplikasi tanpa melalui programmer / downloader, misalnya melalui USART.
b. Memori Data
Memori data adalah memori RAM yang digunakan untuk keperluan program.
memori data terbagi menjadi empat bagian yaitu : 32 GPR (General Purphose Register) adalah register khusus yang bertugas untuk membantu eksekusi program oleh ALU (Aritmatich logic unit), dalam intruksi assembler setiap intruksi harus melibatkan GPR.
Dalam bahasa C biasanya di gunakan untuk variabel global atau nilai balik fungsi dan nilai-nilai yang dapat memperingan kerja ALU. Dalam istilah processor komputer sehari-hari GPR dikenal sebagai “chace memory”. I/O register dan Aditional I/O register adalah register yang di fungsikan khusus untuk mengendalikan berbagai pheripheral dalam mikrokontroller seperti pin port, timer/counter, usart dan lain-lain.
c. EEPROM
EEPROM adalah memori data yang dapat mengendap ketika chip mati (off), digunakan untuk keperluan penyimpanan data yang tahan terhadap gangguan catu daya.
Gambar 2.5 Peta Memori ATMEGA8 2.1.6 Timer / Counter 0
Timer Counter 0 adalah timer/counter yang dapat mencacah sumber pulsa/clock baik dari dalam chip (timer) ataupun dari luar chip (counter) dengan kapasitas 8-bit atau 256 cacahan. Timer Counter dapat di gunakan untuk :
Timer / Counter biasa
Clear Timer On Company Match (Selain Atmega8)
Generator frekuensi (selain ATMega8)
Counter pulsa eksternal
2.1.7 Komunikasi Serial Pada ATMega8
Mikrokontroller AVR Atmega 8 memiliki port USART pada pin 2 dan pin 3 untuk melakukan komunikasi data antara mikrokontroller dengan komputer.
USART dapat di fungsikan sebagai transmisi data sinkron, dan asinkron.
sinkron berarti clock yang di gunakan antara transmiter dan receiver satu sumber clock.
Sedangkan asinkron berarti transmiter dan receiver mempunyai sumber clock sendiri-sendiri. USART terdiri dalam tiga block yaitu clock generator, clock transmiter, dan clock receiver. (Hari, 2012)
2.1.8 Kelebihan (Fitur) Mikrokontroler AVR ATmega8
Mikrokontroler AVR ATmega8 merupakan CMOS dengan konsumsi daya rendah, mempunyai 8-bit proses data (CPU) berdasarkan arsitektur AVR RISC.
Dengan mengeksekusi instruksi dalam satu (siklus) clock tunggal, ATmega8 memiliki kecepatan data rata-rata (throughputs) mendekati 1 MIPS per MHz, yang memungkinkan perancang sistem dapat mengoptimalkan konsumsi daya dan kecepatan pemrosesan.
1. Kinerja Tinggi, Low-power AVR® 8-bit Microcontroller
Seperti yang disebutkan Atmel dalam websitenya "The low-power Atmel 8-bit AVR RISC-based microcontroller... The device supports throughput of 16 MIPS at 16 MHz and operates between 2.7-5.5 volts".
2. Kemajuan Arsitektur RISC
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur Reduced Instruction Set (RISC) atau " set instruksi Komputasi yang disederhanakan".
3. Daya Tahan Tinggi dan Segmen Memori non-volatile.
Mikrokontroler AVR memiliki daya tahan data (retensi data) 20 tahun ketika suhu mencapai 85°C atau 100 tahun ketika suhu mencapai 25°C.
4. Fitur Perangkat
Mikrokontroler AVR memiliki fitur tambahan yang sangat membantu kita untuk melakukan penelitian yang lebih baik, seperti terdapat ADC, PWM dan Timer.
5. Fitur Spesial
Mikrokontroler ini memiliki fitur menarik yang patut dicoba seperti 5 mode Sleep, eksternal dan internal interupsi, dan kalibrasi RC Oscillator internal.
6. Input Output dan Kemasan
ATmega8 mempunyai 23 jalur Program sehingga memungkinkan kita untuk mengontrol lebih banyak device/ perangkat, seperti Tombol/
switch, LED, buzzer dan LCD.
7. Tegangan yang Beroperasi dan Tingkat Kecepatan
ATmega8 memiliki operasi tegangan dari 2,7 Volt sampai 5,5 Volt. Ini sangat membantu kita untuk menghemat listrik. Kecepatan maksimal bisa mencapai 16 MHz (tanpa overclock).
8. Konsumsi daya ketika 4 Mhz, 3V, 25°C
ATmega8 membutuhkan arus yang sangat kecil dibanding komponen analog yang biasa kita pakai. Hal ini dibuktikan dengan konsumsi daya yang dibutuhkan ketika aktif saja hanya 3,6 mA, bahkan bisa mencapai 0,5 uA ketika power-down.
Kelebihan lainnya dari ATMega8 adalah :
Dapat di isi data (write) dan di hapus (eraser) sampai 10.000 kali (untuk flash) dan 100.000 kali untuk EEPROM
Memiliki daya tahan data (retensi data) 20 tahun ketika suhu mencapai 85°C atau 100 tahun ketika suhu mencapai program untuk Softwere Security.
(Winato, 2008)
2.2 Pengukuran
Pengukuran merupakan kegiatan pembandingan secara kuantitatif antara standar yang telah ditentukan sebelumnya dengan yang di ukur. Pengukuran adalah suatu kegiatan yang dilakukan untuk menetukan fakta kuantitatif dengan membandingkan sesuatu dengan satuan ukuran standar yang disesuaikan sesuai dengan objek yang akan diukur. Pengukuran bukan hanya dapat mengukur hal-hal yang tampak saja namun dapat juga mengukur benda-benda yang dapat dibayangkan seperti
kepercayaan konsumen, ketidakpastian dan lain-lain. Pengukuran dalam bidang pendidikan berarti mengukur atribut atau karakteristik peserta didik tertentu.
Untuk keperluan tersebut kita memerlukan instrumen / alat ukur dengan metode pengukuran tertentu. Kegiatan pengukuran memberikan hasil berupa besaran yang dinyatakan dengan bilangan dan satuan yang bersangkutan. Dari pengertian pengukuran di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa pengukuran adalah proses pengumpulan data yang di ukur dengan alat ukur yang digunakan sebagai satuan serta bersifat kuantitatif.
Hasil pengukuran sering kali tidak tepat. Pengukuran idealnya adalah mengukur masukan yang di inginkan. Tetapi pengukuran juga tidak pernah lepas dari adanya masukan gangguan dan masukan ubahan. Agar hasil pengukuran menjadi tepat, maka masukan gangguan itu harus di hilangkan, dengan pengaturan instrument / alat ukur. (Doebelin, 1992)
Agar hasil pengukuran menjadi tepat, maka masukan gangguan itu harus dihilangkan, dengan pengaturan instrumen / alat ukur.
2.3 Tingkat Kekeruhan
Tingkat kekeruhan air biasa disebut Turbiditas. Turbiditas pada air disebabkan oleh adanya materi suspensi, seperti tanah liat/lempung, endapan lumpur, partikel organik yang koloid, plankton, dan organisme mikroskopi lainnya.
Turbiditas biasanya di ukur dengan turbidimeter yang berprinsip pada spektroskopi absorbsi, dan yang di ukur adalah absorbsi akibat partikel yang tercampur. turbiditas juga biasa di ukur dengan turbidimeter atau nephelometer yang berprinsip pada hamburan sinar dengan peletakan detektor pada sudut 90° dari sumber sinar dan yang di ukur adalah hamburan cahaya oleh campurannya.
(Khopkar, 1990)
Tingkat kekekeruhan atau turbiditas ini ditunjukkan dengan satuan pengukuran yaitu Nephelometric Turbidity Unit( NTU). Berdasarkan ketentuan dari badan kesehatan dunia, Batas maksimum tingkat kekeruhan air minum yang memenuhi syarat adalah 5 NTU.
2.4 Hamburan Cahaya
Ada tiga type hamburan yang di kenal yaitu hamburan Rayleigh, hamburan tyndall dan hamburan efek Raman. Raman pertama kali mengamati dan menjelaskan tentang hamburan cahaya pada zat cair. Pada efek Raman, cahaya mengalami perubahan frekuensi dan perubahan fasa pada saat cahaya tersebutmelintasi suatu medium bahan. Intensitas hamburan Raman sekitar seperseribu intensitas hamburan Rayleigh pada zat cair. efek ini dimamfaatkan pada spektroskopiRaman, yang cahaya nya berasal dari sinar laser yang akan di lewatkan melalui suatu bahan dan hamburannya di teliti secara spektroskopi. (Isaacs, 1997)
Tahun 1820-1893 john Tyndall mendapat teori bahwa sinar putih terihat berwarna biru jika sinar tersebut mengenai partikel yang sangat kecil. sehingga hamburan cahaya dipengaruhi oleh ukuran partikel yang dikenainya. (Jenkins dan White, 1976)
Selanjudnya pada tahun 1871 Rayleigh menjelaskan tentang hamburan sinar oleh partikel kecil yang lebih kecil daripada panjang gelombang sinar yang mengenainya. Teori ini menyatakan bahwa jika semakin pendek panjang gelombang yang mengenai partikel, maka semakin banyak sinar yang dihamburkan.
Dalam penelitian ini, prinsip hamburan cahaya dimamfaatkan sebagai prinsip dasar pembuatan alat ukur kekeruhan air. ketika berkas cahaya mengenai medium berpartikel penghambur, sebagian besar cahaya akan di transmisikan atau diteruskan dan sebagian lagi akan di hamburkan kesegalah arah secara acak oleh partikel- partikel tersebut.
Partikel Penghambur
Intensitas Awal Sinar Intensitas Yang di Teruskan
Intensitas Yang di Hamburkan
Gambar 2.4 Berkas Cahaya Partikel Mengenai Penghambur Jika seberkas sinar / cahaya masuk kedalam sebuah medium (air) yang berisi partikel maka sinar tersebut akan di hamburkan oleh partikel tersebut. sehingga jika dalam medium tersebut terdapat lebih banyak partikel makan sinar yang terhambur
akan menjadi lebih banyak. sehingga besarnya intensitas sinar yang dihamburkan dapat menjadi ukuran untuk menetukan banyaknya partikel di dalam medium. dalam hal ini partikel dalam medium menimbulkan kekeruhan tertentu. jadi intensitas sinar yang di hamburkan dapat menjadi ukuran untuk menentukan tingkat kekeruhan air tersebut.
2.5 Sistem Penjernihan Air
Untuk konsumsi air sendiri ataupun industri, air biasanya terlebih dahulu dimasukkan kedalam suatu sistem penjernihan air yang biasanya terdiri dari berbagai tahap. Untuk keperluan rumah tangga biasanya air hanya diberi tawas. tapi untuk keperluan industri atau instansi tertentu misalnya sebuah industri makanan, hasil penjernihan air harus benar-benar terjamin kebersihan dan kesehatannya. Idealnya sistem penjernihan air dilengkapi dengan adanya penyaring yang tersusun atas berbagai macam bahan, aerator, pencampur, bak pengendap, bak berisi karbon aktif serta dengan penggunaan bahan-bahan yang bisa menjernihkan air.
2.6 Liquid Crystal Display (LCD)
LCD merupakan panel penampil yang di buat dari bahan kristal cair. kristal dengan sifat-sifat khusus yang menampilkan warna dasar (RGB) yang berasal dari efek transmisi cahaya pada panjang gelombang dengan sudut lihat tertentu (cahaya menembus cairan kristal yang di kapsul, dimana intensitas cahaya yang di transmisikan diatur oleh tegangan elektroda masing-masing warna, cahaya dengan intensitas tertentu ini kemudian melewati saringan warna yang terdiri 3 warna dasar RGB, gabungan 3 warna dasar dengan intensitas tertentu inilah yang menampilkan pixel warna pada permukaan layar.
Pada dasarnya, secara garis besar efek cahaya pada bahan penyusun LCD dapat dideskripsikan sebagai berikut : operasi PDLC (polymer dispersed liquid crystal) pada keadaan transparan (pixel kiri) dan pada keadaan hamburan (pixel kanan). Pada keadaan transparan, tegangan dikenakan pada pixel, oleh karenanya mengarahkan crystal cair dalam droplet / titik kecil dan menciptakan indeks sesuai kondisi dimana no sesuai np . pada keadaan hamburan, sumbu simetris pada droplet secara acak
diorientasikan, menciptakan indek tidak sesuai n antara droplet dan matriks pengkapsulan. (Dr. Ir. Saludin Muis, 2005)
Gambar 2.6 Tampilan LCD
LCD adalah lapisan dari campuran organik antara lapisan kaca bening dengan elektroda transparan indium oksida dalam bentuk tampilan seven-segment dan lapisan elektroda pada kaca belakang. Ketika elektroda diaktifkan dengan medan listrik (tegangan), molekul organik yang panjang dan silindris menyesuaikan diri dengan elektroda dari segmen. Lapisan sandwich memiliki polarizer cahaya vertikal depan dan polarizer cahaya horisontal belakang yang diikuti dengan lapisan reflektor.
Cahaya yang dipantulkan tidak dapat melewati molekul-molekul yang telah menyesuaikan diri dan segmen yang diaktifkan terlihat menjadi gelap dan membentuk karakter data yang ingin ditampilkan.
(http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display)
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN
3.1 Diagram Blok Rangkaian
Gambar 3.1 Diagram Blok rangkaian
3.1.1 Fungsi Tiap Blok
1. Blok Power Supply : Sebagai penyedia tegangan ke sistem dan sensor 2. Blok Sampel Air : Sebagai Sampel
3. Blok Sensor Turbidity : Sebagai sensor pendeteksi kekeruhan 4. Blok LCD : Sebagai Output Tampilan
5. Blok Buzer : Sebagai Output Suara
6. Blok Atmega8 : Mengkonversi data dari sensor 3.2 Rangkaian Mikrokontroller Atmega8
Rangkaian sistem minimum mikrokontroller Atmega8 dapat di lihat pada gambar 3.2 di bawah ini :
Sampel Air
Sensor Turbidity
Atmega 8 Power Supply
LCD
Buzer
Rangkaian mikrokontroller merupakan pusat pengendalian dari bagian input dan keluaran serta pengolahan data. Pada sistem ini digunakan mikrokontroller jenis Atmega8 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
a. Kristal 8 MHz, yang berfungsi sebagai pembangkit clock.
b. Kapasitor 22 pF pada pin XTAL1 dan XTAL2.
c. Resistor 10 kΩ dan kapasitor 10 nF pada pin reset.
d. Port masukan dan keluaran yang digunakan yaitu :
1. Port C.0 digunakan sebagai Penerima data dari remote (receiver)
2. Port A.1, Port B.1 –Port B.4 digunakan sebagai data input basis transistor pada driver relay.
Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.2 Rangkaian Mikrokontroler Atmega 8
3.3 Rangkaian Power Supply
Gambar 3.3 Rangkaian Power Supplay (PSA)
Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian PSAyang dibuat terdiri dari dua keluaran, yaitu 5 volt dan 3.3 volt, keluaran 5 volt digunakan untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian, termasuk ke mikro dan lcd. Rangkaian tersebut berfungsi untuk mensupplay tegangan ke seluruh rangkaian yang ada.
Rangkaian tersebut bermula dari tegangan AC dari PLN sebesar 220VAC masuk ke trafo. Kemudian Trafo menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC. Kemudian 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dua buah dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 2200 μF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya.
LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan. Transistor PNP TIP 32 disini berfungsi untuk memasok arus apabila terjadi kekurangan arus pada rangkaian, sehingga regulator tegangan (LM7805) tidak akan panas ketika rangkaian butuh arus yang cukup besar.
Tegangan3.3 volt DC langsungdiambildarikeluarandioda bridgepenyearah.IC LM317membutuhkantegangan ±7.5 V danarus ±100 mA. Untuk mendapatkan nilai Vout 3.3dipakai resistor 200 Ω dan 300 Ω.
3.4 PerancanganRangkaian LCD (Liquid Crystal Display)
Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsungke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter.
Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil.
Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan kemikrokontroler.
Gambar 3.4. Rangkaian LCD
Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubungke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial.
Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller ATMega 8.
3.5 Rangkaian Buzzer
Buzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loud speaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik kedalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka
setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan padasebuah alat (alarm).
Pada sistem ini menggunakan buzer berfungsi apabila terdeteksi adanya formalin maka, buzzer akan berbunyi.
Gambar 3.5 Rangkaian Buzzer
2.6 Rangkaian Turbidity
2.7 Flowchart System
Start
Inisialisasi
Read ADC
Tampilan LCD
Selesai Kalkulasi
Kalibrasi
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega8
Pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega8.
Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler
Atmega8 menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.
4.2. Pengujian Rangkaian Power Supply
Pengujian rangkaian power supply ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak. Jika diukur, hasil dari keluaran tegangan tidak murni sebesar +9 Volt dan +12 Volt, tetapi +8.97Volt dan
+12.03 Volt. Hasil tersebut dikarenakan beberapa faktor, diantaranya kualitas dari tiap-tiap komponen yang digunakan nilainya tidak murni.Selain itu, tegangan jala- jala listrik yang digunakan tidak stabil.
4.3 Rangkaian LCD 2x16
Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan.
LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW:
Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/ Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 )
Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:
#include <LiquidCrystal.h>
LiquidCrystal lcd(8, 6, 5, 4, 3, 2);
int data;
float sensor;
float persen;
void setup() { lcd.begin(16, 2);
pinMode(13,OUTPUT);
}
void loop() { lcd.clear();
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print("tes lcd");
delay(1000);
}
Program di atas akan menampilkan kata “tes lcd” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor.
4.4 Pengujian Rangkaian Buzzer
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk memastikan buzzer dalam keadaan baik dan dapat digunakan. Dalam pengujian ini alat yang digunakan adalah catu daya 1-5 volt maka langkah yang dilakukanadalah memasangkan kutub positif dan negatif dengan catu daya.
4.5 Pengujian Turbidity
Pegujian sensor turbidity dilakukan untuk mengkonfigurasi dan memprogram sensor secara benar dan tepat. sensor ini dapat mendeteksi kelembapan melalui bias cahaya.
semakin banyak cahaya yang di redam oleh air, maka semakin besar tegangan output nya. sensor ini dapat bekerja pada suhu normal. untuk pengujian sensor ini dengan cara memprogram mikrokontroller dengan program sebagai berikut.
void setup() {
Serial.begin(9600);
}
void loop() {
int sensorValue = analogRead(A0);
Serial.println(sensorValue);
delay(1);
}
Setelah disensor turbidity akan mendeteksi kekeruhan dan data dikirim ke serial monitor.Jika kekeruhan melebihi 5NTU, maka Buzer akan berbunyi. salah satu contoh hasil percobaan dari pengujian dan perbandingan alat ukur kekeruhan air dengan alat ukur kekeruhan air di Lab. Dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut ini:
Tabel 4.5 hasil pengukuran tingkat kekeruhan air.
No.
Jenis Sampel Air
Tegangan Sensor
Alat Rancang (NTU)
Alat Standar (NTU) 1.
Air Bersih
0,97 V 2,63 2,72
0,98 V 2,60 2,59
0,98 V 2,49 2,48
2.
Air Sedang
0,77 V 2,54 2,54
0,81 V 2,58 2,59
0,82 V 2,50 2,48
3.
Air Sangat Keruh
1,35 V 1,30 1,33
1,48 V 1,35 1,34
1,51 V 1,4 1,42
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Dari penelitian ini bisa diambil beberapa kesimpulan, Kesimpulan yang diambil oleh penulis adalah :
1. Bahwa alat ini perlu diperbaiki supaya hasil dari alat ini dengan alat standar sebelumnya dapat dinyatakan kebenarannya.
2. Telah dibuat alat ukur kekeruhan air dengan menggunakan sensor turbidity.
Dan sensor turbidity ini mampu mendeteksi tingkat kekeruhan dengan baik untuk menentukan air tersebut layak di pakai atau tidak.
3. Sensor turbidity ini dapat mendeteksi kekeruhan air, jika semakin besar kekeruhan air maka tegangan output dari sensor semakin kecil. Dan sebaliknya jika semakin kecil tegangan outputnya maka tingkat kekeruhan air semakim besar. Perubahan tersebut dibaca oleh mikrokontroller, dan ditampilkan pada LCD. Jika kekeruhan melebihi 5 NTU maka Buzer akan berbunyi.
5.2 SARAN
Berikut ini adalah saran yang dapat digunakan untuk tahap pengembangan penelitian ini antara lain :
1. Perlu dilakukan perbaikan pada ruang pendeteksi tingkat kekeruhan air, agar alat ini dengan alat standar sebelumnya saling mendekati.
2. Perlu dilakukan perbaikan pada alat ini agar alat ini dengan alat standar sebelumnya. Agar alat ini dengan alat standar yang sebelumnya dapat dinyatakan kebenarannya.
3. Diharapkan pembaca dapat memberi saran dan kritik terhadap penulis dalam perancangan alat ini, dan penulis berharap alat ini dapat dikembangkan baik aplikasi maupun rancangannya agar lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Doebelin, EO. 1992. Sistem Pengukuran Aplikasi Dan Pemrograman (Terjemahan). Jakarta : Erlangga
Dr. Ir. Saluddin Muis, M.Kom. 2005 Pembuatan LCD Perancangan Dan Proses Fungsi Layar Sentuh Incell-Oncell. Yogyakarta : Graha Ilmu Inc Issach, A. 1997. Kamus Lengkap Fisika. Jakarta : Erlangga Jaya
Inc Hammer, M.J. 1986. Water And Was Water Technology.
United States Of America : Prentice – Hall. Inc Hill
Ir. C. Totok Sutrisno, dkk. 1991. Teknologi Penyediaan Air Bersih.Jakarta : Rineka Cipta
Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik (Terjemahan).
Jakarta : Universitas Indonesia Press
Kurniawan Dayat. 2009. Atmega8 Dan Aplikasinya. Jakarta : Penerbit Pt. Elex Media Komputindo
Sasongko Bagus Hari. 2012. Pemrograman Mikrokontroller Dengan Bahasa C Yogyakarta : Penerbit Andi
Sakti Jenking, F Dan White, H.E. 1976 Fund Mental Of Optic.
United States Of America : The Mc. Grow. Hill
Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroller Avr Atmega8/32/16/8535 Dan Pemrograman Dengan Bahasa C Pada Win AVR . Penerbit : Inforatika
http://berbagiartikelpendidikan.blogspot.co.id/2014/04/mikrokontroler-atmega8- pemantauan-suhu.html
http://www.avr-modelleisenbahn.de/controller/atmega8/2-3-sreg-status-register- atmega8.htm
http://giantika.ilearning.me/2014/03/04/atmega8-dan-atmega8535/
https://www.google.co.id/search?tbm=isch&q=blok+arsitektur+mikrokontroler+AT MEGA8&chips=q:blok+arsitektur+mikrokontroler+atmega8,online_chips:atmega+8 535&sa=X&ved=0ahUKEwiw6s7uqJTaAhUlS48KHf_rDk0Q4lYIJygB&biw=1366
&bih=672&dpr=1#imgrc=T4YiOy2hoA7hEM:
http://elektronika-dasar.web.id/lcd-liquid-cristal-display.
LAMPIRAN
