Alat Ukur Kadar Besi Dalam Air Berbasis Mikrokontroler At89s51

ALAT UKUR KADAR BESI DALAM AIR BERBASIS

MIKROKONTROLER AT89S51

PROPOSAL SKRIPSI

DIMAS TANJUNG

NRP.6309265

PROGRAM STUDI TEKNIK INFORMATIKA

SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA

DAN ILMU KOMPUTER LPKIA BANDUNG

2013

ii

ABSTRAKSI

Dimas Tanjung. 6309265

ALAT UKUR KADAR BESI DALAM AIR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51

Skripsi (Strata-1). Program Studi Teknik Informatika. 2013. Kata kunci : Besi, Absorbsi Spektrofotometri, Sensor

Besi merupakan salah satu unsur yang terdapat dalam air. Kadar besi yang melebihi standar akan dapat berpengaruh buruk pada kesehatan manusia. Oleh karena itu dibutuhkan rancangan sebuah alat ukur kadar besi dalam air. Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk membuat alat ukur kadar besi dalam air dengan metode absorbsi spektrofotometri menggunakan instrumen fotometri dan menentukan tingkat akurasi alat.

Salah satu polutan logam yang ditemukan dalam air adalah besi. Air yang kita konsumsi pastilah mengandung unsur besi dengan kadar yang berbeda-beda. Tubuh manusia memang membutuhkan elemen besi dengan kadar tertentu, tetapi kadar besi yang terlalu banyak dalam tubuh akan dapat mengakibatkan berjangkitnya penyakit. Organ tubuh yang mengandung besi dapat terpengaruh oleh pengkaratan besi, yang akan mengakibatkan organ tubuh menjadi kurang optimal dalam bekerja. Darah yang mengandung unsur besi yang terlalu banyak tidak akan bisa mengikat oksigen dengan baik, sehingga akan sangat berdampak bagi kesehatan manusia.

Sekarang ini banyak terdapat metode pengukuran untuk mengetahui kadar atau kuantitas suatu unsur. Di antaranya metode-metode pengukuran tersebut adalah spektrometri, titrasi, kolorimetri dan lain sebagainya, dimana masing- masing metode mempunyai kelebihan dan kekurangan dalam hal efektivitas dan efisiensi. Penggunaan metode pengukuran tentunya harus disesuaikan dengan obyek yang akan diukur kuantitasnya.

Dari hal ini dibuat sebuah skema menggunakan mikrokontroller AT89S51, Sensor sebagai pendeteksi komunikasi datanya.

Usulan Pembimbing 1: Dadan Nurdin Bagenda, S.T. Pembimbing 2: Budi Setiadi, S.T., M.T.

iii

DAFTAR ISI

Halaman ABSTRAK i DAFTAR ISI ii BAB I PENDAHULUAN 1

I.1 Latar Belakang 1

I.2 Permasalahan 2

I.3 Batasan Permasalahan 2

I.4 Tujuan 3

BAB II DASAR TEORI 4

II.1 Pengertian Informasi 4

II.2 Pengertian Teknologi 4

II.3 Pengertian Data 4

II.4 Pengertian Sistem 4

II.5 Teori Dasar Microcontroller AT89S51 5

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 9

BAB IV USULAN PEMBIMBING 11

BAB V JADWAL PENYUSUNAN SKRIPSI 12

iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi khususnya pada mikrokontroler yang berkembang pesat dari waktu ke waktu mengharuskan kita agar memahami teknologi tersebut, minimal mengetahui dasarnya dan cara penggunaannya, dengan menggunakan mikrokontroler maka dapat digunakan secara berulang-ulang sehingga penghematan biaya operasional lebih ditekan lagi dibandingkan dengan menggunakan komputer (PC).

Kadar besi yang melebihi standar akan dapat berpengaruh buruk pada kesehatan manusia. Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk membuat alat ukur kadar besi dalam air dengan metode absorbsi spektrofotometri menggunakan instrumen fotometri dan menentukan tingkat akurasi alat.

Alat ukur ini terdiri dari 2 sistem, yaitu sistem optik dan sistem elektronik. Sistem optik terdiri dari lampu halogen sebagai sumber cahaya, filter cahaya warna hijau (? = ±510 nm), kuvet sebagai tempat sampel, serta LDR sebagai sensor cahaya. Sedangkan system elektronik meliputi rangkaian pengkondisi sinyal, ADC 0804, MCU AT89S51, serta LCD sebagai display penampil. Sampel yang digunakan sebanyak 11 sampel dengan range kadar besi 0–10%. Pembuatan larutan sampel dilakukan dengan metode pengenceran.

Pengambilan data pada sistem elektronik dilakukan dengan memberikan tegangan variable pada sistem dan diamati tegangan keluarannya. Sedangkan pengambilan data untuk sistem keseluruhan dilakukan dengan pengukuran sampel yang telah diketahui kadar besinya secara perhitungan, kemudian diukur dengan alat ukur kadar besi dalam air.

v

Analisis data untuk sistem elektronik dilakukan dengan mencari prosentase penyimpangan rata-rata pada data hasil pengujian. Dan untuk analisis data pada sistem keseluruhan dilakukan dengan mencari prosentase kesalahan relatif (KR) rata-rata pada data hasil pengujian. Data hasil pengujian pada sistem elektronik menunjukkan bahwa prosentase penyimpangannya sebesar 1.27%. Sedangkan hasil pengujian pada sistem keseluruhan dengan menggunakan 11 sampel buatan menunjukkan bahwa prosentase kesalahan relatif (KR) sebesar 1.11%. Permasalahan tersebut menjadi gagasan bagi penulis untuk menuangkannya kedalam tugas akhir ini mengenai “ALAT UKUR KADAR BESI DALAM AIR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51”.

I.2 Identifikasi Permasalahan

Berdasarkan hasil penelitisan yang telah dilakukan, penulis mengidentifikasikan beberapa permasalahan sebagai berikut :

1. Banyaknya orang tidak memperhatikan kadar besi dalam air

2. Mencoba tingkat akurasi alat pengukur kadar besi dalam air dengan menggunakan metode absorbs spektrofotometri menggunakan instrumen fotometri ?

I.3 Ruang Lingkup Permasalahan

Untuk memfokuskan penelitian, maka ruang lingkup permasalahan hanya mencakup sebagai berikut:

1. Pengontrolan dilakukan oleh mikrokontroler beserta komponen pendukungnya.

2. Mikrokontroler yang digunakan adalah jenis AT89S51. 3. Tidak membahas gangguan pada transmisi data.

4. Menghasilkan suatu alat ukur kadar besi dalam air yang mudah dan praktis untuk digunakan.

vi

I.4 Tujuan Perancangan

Dari identifikasi permasalahan di atas maka penulis memiliki maksud dan tujuan, adalah sebagai berikut :

1. Membuat suatu alat untuk mengukur kadar besi dalam air dengan metode absorbsi spektrofotometri menggunakan instrumen fotometri 2. Menentukan tingkat akurasi alat pengukur kadar besi dalam air dengan

vii

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Teori Tentang Permasalahan

Pada sub bab ini penulis akan menjelaskan tentang landasan teori yang berkaitan dengan permasalahan yang dihadapi serta metodologi pengembangan yang digunakan sebagai tolak ukur mengenai simulasi yang akan dirancang.

2.1.1 Pengertian Informasi

“Informasi adalah data yang telah diolah menjadi sebuah bentuk yang berarti bagi penerimanya dan bermanfaat dalam pengambilan keputusan saat ini atau saat mendatang”.[1,31]

2.1.2 Pengertian Teknologi

“Aplikasi ilmu dan engineering untuk mengembangkan mesin dan prosedur agar memperluas dan memperbaiki kondisi manusia, atau paling tidak memperbaiki efisiensi manusia pada beberapa aspek”.[1,8]

2.1.3 Pengertian Data

“Secara konseptual, data adalah deskripsi tentang benda, kejadian, aktivitas, dan transaksi, yang tidak mempunyai makna atau tidak berpengaruh secara langsung kepada pemakai”.[1,29]

2.1.3 Pengertian Sistem

“Sistem adalah sekumpulan elemen yang saling terkait atau terpadu yang dimaksudkan untuk mencapai suatu tujuan”.[1,54]

viii

2.2 Teori Dasar Mikrokontroller AT89S51 2.2.1 Mikrokontroller AT89S51

Mikrokontroler AT89S51 adalah mikrokontroler CMOS 8 bit dengan 4K byte In- System Progrrammable Flash memori. Mikrokontroler ini diproduksi menggunakan Atmel’s high-density non-volatile memory technology dan mikrokontroler ini kompatibel dengan standard industri 80C51 instruksi dan pinout. Mikrokontroler AT89S51 memberikan fitur-fitur standard meliputi : 4K bytes of Flash, 128 bytes of RAM, 32 I/O lines, Watchdog timer, two data pointers, two 16-bit timer/counters, a fivevector two-level interrupt architecture, a full duplex serial port, on-chip oscillator, and clock circuitry.

2.2.2 Konfigurasi Pin

ix

Gambaran pin pada mikrokontroler AT89S51 adalah sebagai berikut :  Port-0

Port-0 adakah port I/O 8-bit dua arah dengan output kolektor terbuka. Atau dengan kata lain, port ini tidak mempunyai resistor pull-up internal. Oleh karena itu dibutuhkan suatu resistor eksternal (biasanya berkisar antara 4,7 hingga 10 K Ohm) diluar chip yang menghubungkan setiap pin pada port-0 dengan VCC (+5 Volt).

Sebagai port output, setiap pin dapat dihubungkan kepada 8 buah input chip TTL, ketika output low (logika ”0”). Ketika logika “1” ditulis ke port-0, maka pin tersebut dapat digunakan sebagai input high-impedance.

Port-0 juga menerima kode-kode bahasa mesin (kode heksa) selama dilakukan proses pengisian program ke dalam memori program (E-EPROM) dan mengeluarkan kode heksa (bahasa mesin) saat dilakukan proses verifikasi (pengujian) terhadap kode heksa yang telah ditulis ke dalam E-EPROM.

 Port-1

Port-1 adlah port 8-bit dua arah dengan resistor pull-up di dalamnya. Penyanggah (buffer) port-1 dapat dihubungkan kepada (maksimum) 4 saluran input chip TTL. Ketika logika “1” ditulis ke port-1 maka setiap pin pada port-1 akan ditarik menuju tegangan VCC (+5 Volt) oleh resistor pull-up internal. Sebagai input, port-1 yang secara eksternal sedang ditarik ke ground oleh resistor pull-down akan menjadi sumber arus bagi peralatan luar.

 Port-2

Port-2 adalah port 8-bit dua arah yang memiliki resistor pull-up di dalamnya. Penyanggah (buffer) port-2 dapat dihubungkan kepada (maksimum) 4 saluran input chip TTL. Ketika logika “1”ditulis ke port-2 maka setiap pin pada port-2 akan ditarik menuju tegangan VCC (+5 Volt) oleh resistor pull-up nternal. Sebagai input, port-2 yang secara eksternal sedang ditarik ke ground oleh resistor pull-down akan menjadi sumber arus bagi peralatan luar.

x

 Port-3

Port-3 merupakan port 8-bit dua arah yang memiliki resistor pull-up di dalamnya. Penyanggah (buffer) port-3 dapat dihubungkan kepada (maksimum) 4 saluran input chip TTL. . Ketika logika “1”ditulis ke 3 maka setiap pin pada port-3akan ditarik menuju tegangan VCC (+5 Volt) oleh resistor pull-up nternal. Sebagai input, port-3 yang secara eksternal sedang ditarik ke ground oleh resistor pull-down akan menjadi sumber arus bagi peralatan luar.

Selain sebagai port I/O. port-3 juga mempunyai fungsi-fungsi lain yang merupakan fasilitas khusus yang dimiliki oleh AT89S51.

Tabel 2-1 Fungsi lain dari Port-3 Port Pin Fungsi lain

P3.0 RXD (input port serial) P3.1 TXD (output port serial) P3.2 INT0 (eksternal interupsi 0) P3.3 INT1 (eksternal interupsi 1) P3.4 T0 (input eksternal timer-0) P3.5 T1 (input eksternal timer-1)

P3.6 WR (write strobe memori data eksternal) P3.7 RD (read strobe memori data eksternal)

 RST

Input reset. Suatu sinyal high (tegangan 5 Volt) pada pin ini yang diberikan selama minimum 2 siklus mesin pada saat oscillator sedang bekerja, akan menyebabkan mikrokontroller AT89S51 direset. Atau dengan kata lain sistem AT89S51 memulai kembali eksekusi programnya.

 ALE/PROG

ALE merupakan singkatan dari Adress Latch Enable. Pin ALE merupakan pin output yang mengeluarkan pulsa untuk menyimpan (latching) byte alamat bawah saat mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi sebagai pin input untuk pulsa PROG saat dilakukan pemrograman AT89S51.

xi  PSEN

PSEN merupakan singkatan dari Program Store Enable yang merupakan strobe untuk membaca memori program eksternal. Ketika AT89S51 sedang mengeksekusi kode heksa dari memori program eksternal, maka PSEN akan diaktifkan sebanyak 2 kali setiap siklus mesin. Kecuali pada saat mengakses memori data eksternal, dua sinyal PSEN dihilangkan.

 EA/Vpp

EA merupakan singkatan dari Eksternal Address. Pin EA harus dihubungkan ke GND (ground) pada saat menginginkan sistem mengambil kode heksa (bahasa mesin) dari memori program eksternal. Dimana lokasi awal terletak di alamat 0000H hingga maksimum FFFFH. EA harus dihubungkan ke VCC (5 Volt) jika di iginkan sistem mengambil kode heksa dari memori program internal. Pin ini juga berfungsi sebagai tegangan pemrograman (Vpp) pada saat dilakukan proses pengisian kode heksa ke dalam E-EPROM.

 XTAL1

Pin ini merupakan pin input untuk inverting oscillator internal dan dapat juga berfungsi sebagai input untuk rangkaian detak eksternal.

 XTAL2

Pin ini merupakan pin input output dari oscillator.

 VCC

Pin ini dihubungkan dengan sumber tegangan (catu daya) arus searah sebesar 5 Volt.

 GND

xii

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Metodologi Yang Digunakan

Metodologi yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah metodologi analisis dan perancangan berorientasi object dan dimodelkan dengan diagram-diagram UML (Unified Modelling Language) meliputi :

3.1.1 Gambaran Sistem a. Aliran Proses

Dalam sub-bab ini dijelaskan proses-proses yang dimodelkan dalam sekumpulan use case dan actor serta hubungannya yang digambarkan dalam diagram use case.

b. Aliran Kerja

Dimodelkan dalam activity diagram yang menunjukkan aliran dari suatu kegiatan ke kegiatan lain. Pada umumnya digunakan untuk memodelkan workflow (alir kerja) dan operasi.

3.1.2 Pemodelan Data

Dimodelkan dalam Class Diagram yang menggambarkan sekumpulan class object, antarmuka (interface) dan relasinya. Memodelkan skema struktur data lojik dan data dictionary.

3.1.3 Struktur Organisasi Obyek dan Pesan

Menggambarkan aspek keterurutan waktu dari pesan yang disampaikan, dan/atau menggambarkan aspek struktur organisasi objek yang mengirim dan menerima pesan dimodelkan dengan Sequence Diagram, dan/atau Collaboration Diagram.

3.1.4 Pemodelan Dinamika Sistem

Menunjukkan state machine dan dinamika sistem, yang menggambarkan suatu perilaku yang menspesifikasikan urutan state

xiii

(kelakukan) suatu objek selama siklus hidupnya ketika merespons events (kejadian). Digambarkan dengan State Diagram.

3.1.5 Perancangan Antarmuka

Menguraian bentuk input-output yang digunakan (semuanya terisi data) dalam sistem rancangan. meliputi:

a. Format input/output, meliputi Dokumen/Formulir dan laporan-laporan (hardcopy),

b. Dialog Screen (form, parameter passing, message box, dll),

3.1.1 Pseudocode

Membentuk algoritma siap program dengan menggunakan atau mengacu pada diagram UML yang telah dibuat.

xiv

BAB IV

USULAN PEMBIMBING SKRIPSI

Berdasarkan permasalahan yang akan dibahas dalam skripsi ini, maka penulis mengusulkan pembimbing untuk tugas akhir ini adalah Dadan Nurdin Bagenda, S.T. Penulis juga telah melakukan pembicaraan informal dan berdiskusi mengenai topik permasalahan dalam tugas akhir ini, juga telah memohon kesediaan dosen yang bersangkutan untuk dapat melakukan pembimbingan tugas akhir ini.

xv

BAB V

JADWAL PENYUSUNAN SKRIPSI

Bab ini berisi tahapan penyusunan Skripsi dilengkapi dengan milestone-nya. Bab ini juga menambahkan hal-hal lainnya, seperti kendala yang ada, kemungkinan perubahan/alternatif, dan lain-lain. Berikut ini jadwal penyusunan skripsi untuk perancangan ALAT UKUR KADAR BESI DALAM AIR BERBASIS MIKROKONTROLER AT89S51.

Beberapa kendala awal yang dihadapi dalam penyusunan tugas akhir ini antara lain keterbatasan waktu dalam melakukan analisis sistem di perusahaan, sehingga judul atau permasalahan yang ada kemungkinan dapat mengalami perubahan atau pengembangan.

xvi

DAFTAR PUSTAKA

1. Abdul Kadir, Pengenalan Sistem Informasi, Andi Offset, Yogyakarta, 2003. 2. Putra, Agfianto Eko, Belajar Mikrokontroller AT89C51/52/55, Edisi pertama,

Gava Media, Yogyakarta, 2002.

3. Putra, Agfianto Eko, Belajar Mikrokontroller AT89C51/52/55, Edisi kedua, Gava Media, Yogyakarta, 2006.

4. Reed, Paul R., Developing Applications With Visual Basic And UML, Addison Wesley,Massachusetts USA, 2000.