Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Penciuman Elektronik sebagai Pendeteksi Formalin pada Tahu

(1)

SISTEM PENCIUMAN ELEKTRONIK SEBAGAI PENDETEKSI FORMALIN PADA TAHU

Oleh

Eko Indriasto

NIM: 612007075

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

(2)

PERPUSTAKAAN UNIvERSITAS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA Jl. Diponegoro 52 _-50 Salatiga 5071 I Jawa Tengah, Indonesia T elp. 0298 _-32121 2, Fax. 0298 321433 Email: library@adm.uksw.edu ; http://library.uksw.edu

PERNYATAAN TIDAK PUTGIAT

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Eto

\narta<+o

Nama

NIM

Fakultas

Judul tugas akhir

l"paO

?o"S

Email

Program Studi :

Teknrt<

Etektro

-Uksu/-edv

TTEL

QtSTtr&t

PEN

UIUM/LN

bTTKTTONIK

Pembimbing

r.

Dr' \qlan

SetYttujc,n

z.

Deddy

S"tstlo,

5-T-,

M.tn?

Dengan ini menyatakan bahwa:

1. Hasil karya yang saya serahkan

ini

adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar kesarjanaan baik di Universitas Kristen Satya Wacana maupun di institusi pendidikan lainnya.

2. Hasil karya saya

ini

bukan saduran/terjemahan melainkan merupakan gagasan, rumusan, dan hasil

pelaksanaan penelitian/implementasi saya sendiri, tanpa bantuan pihak lain, kecuali arahan pembirnbing

akademik dan narasumber penelitian.

3. Hasil karya saya ini merupakan hasil revisi terakhir setelah diujikan yang telah diketahui dan disetujui oleh pembimbing.

4. Dalam karya saya ini tidak terdapat karya atau pendapat yang telah ditulis atau dipublikasikan orang lain, kecuali yang digunakan sebagai acuan dalam naskah dengan menyebutkan nama pengarang dan dicantumkan

dalam daftar pustaka.

Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya. Apabila di kemudian hari terbukti ada penyimpangan dan

ketidakbenaran dalam pernyataan ini maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar yang telah diperoleh karena karya saya ini, serta sanksi lain yang sesuai dengan ketentuan yang berlaku di Universitas Kristen Satya Wacana.

(3)

ffi

PERPUSTAKAAN UNIYERSITAS

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA JI. Diponegoro 52 - 50 Salatiga 5071 I Jawa Tengah, Indonesia Telp. 0298 _-321212, Fax. 0298 321+33 Email: library@adm.uksw.edu ; http://library.uksw.edu

PERNYATAAN PERSETUJUAN AKSES

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

T,Un l^)":.ct€to

Nama

NIM

Fakultas

Judul tugas akhir

+TEF

Program Studi : \eKv-rtk

6tbao?S

Email ,

6trcolo?s@stu"tet'lu-

utruJ

-%t

t

Lek

rto

Dengan ini saya menyerahkanhak non-eksklusif kepada Perpustakaan Universitas

-

Universitas Kristen Satya

Wacana untuk menyimpan, mengatur akses serta melakukan pengelolaan terhadap karya saya ini dengan

mengacu pada ketentuan akses tugas akhir elektronik sebagai berikut (beri tanda pada kotak yang sesuai):

il^

Saya mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori PerpustakaanUniversitas,

dan/atau portal GARUDA

f]

b.

Saya tidak mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori Perpustakaan Universitas, dan/ atau portal GAITUDA* *

Demikian pemyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Salatiga,

2>-

o8 -

2o\<l

Eko

"\

rlorStO

Tanda tangan & ndma tsang mhwiswa

Mengetahui,

r)

m*Na

F-LtB-081

(4)

SISTEM

fM{CIUMAN

f,tr$,KT. RONIK SESAGAI PtrNDUTDI('SI NOBMALtrN ,PADA TAHU

l:-

q-Oleh

Eko ldriasco NIM:612ffi?tfi75

S*xipcr iai

et*

diierirrls darr disa**CIn Un&k rnelsngfuapi salah satu syarat mmeerCIi€e

G,ele

Sajm

Teknik

-.-

_--.

dalam

Kmsenkai T€knik EHdro*ika

Program Strdi Tetrnik Elekmo

Faleilhs Teknik

El€knika

dan KmrE*er

Universitas Kristen SaEa lYrcana

Sda*iga

Disahkanoleh:

Pe,r$iding II

HSy

Surilo.S.Tf.

til.Ens

ranggal

)o/6120!q

(5)

i INTISARI

Tahu merupakan sumber protein nabati yang menjadi asupan sangat penting bagi tubuh manusia. Tahu menjadi makanan yang sering dikonsumsi oleh semua lapisan masyarakat. Selain harganya terjangkau, tahu juga mudah kita jumpai di toko-toko, warung. Namun beberapa pedagang yang tidak bertanggungjawab memanfaatkan situasi ini untuk mengambil keuntungan sebesar-besarnya dengan menggunakan formalin sebagai pengawet agar tahu tidak rusak dan tahan lama. Formalin adalah bahan kimia yang mudah menguap, formalin memiliki titik leleh -15°C dan titik didih 98°C sehingga penguapan dapat dideteksi dengan menggunakan sensor gas [6]. Maka dari itu dibuatlah sebuah alat elektronik nosesebagai alat bantu mendeteksi formalin.

Sistem elektronik nose ini terdiri dari lima sensor gas, yaitu TGS 2602, TGS 2610, TGS 2611, TGS 2620 dan TGS 2600. Sensor akan mengambil data dengan keluaran tegangan yang nantinya akan dikonversi menjadi data digital oleh mikrokontroler. Metode yang dipakai adalah treshold dan compare.

(6)

ii

ABSTRACT

Tofu a source of nabati protein intake which is very important for the human body. Tofu to be food often consumed by all levels of society. Aside from the price is affordable, tofu easy to find in stores, stalls. However, some unscrupulous traders take advantage of this situation to take advantage as much as possible with the use of formalin as a preservative in order that tofu not damaged and durable. Formalin is a volatile chemicals, formaldehyde has a melting point of -15°C and a boiling point of 98 °C so that evaporation can be detected using gas sensors. Therefore made an electronic nose instrument as a tool to detect formalin [6].

Electronic nose system consists of five gas sensors, namely TGS 2602, TGS 2610, TGS 2611, TGS 2620 and TGS 2600. Each sensor has the function of respectively - each. The sensor will take data with the output voltage will be converted into digital data by the microcontroller. The method used is treshold and compare.

(7)

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan anugrahNya yang senantiasa penulis terima memberikan semangat dalam menyelesaikan peneletian, perancangan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Penulis menyadari dengan segenap kerendahan hati bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini penulis tidak bisa mengerjakan sendirian, banyak pihak ikut membantu menyelesaikan berbagai persoalan, hambatan yang penulis hadapi. Pada kesempatan kali ini penulis meyampaikan terimakasih kepada berbagai pihak yang ikut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan skripsi ini.

1. Kepada Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa mencurahkan rahmat, anugrahNya yang terus melimpah, memberikan semangat bagi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. “ku percaya Engkau tidak pernah meninggalkan

ku sedetikpun”.

2. Bapak Wibowo dan Ibu Indrati , kedua orang tua saya yang saya hormati ,yang senantiasa sabar, berdoa, memberikan semangat bagi saya selama proses menyelesaikan skripsi ini. “maaf Bapak Ibu lama, terimakasih untuk

perjuangan, kesabaran bapak ibu”.

3. Bapak Dr. Iwan Setyawan dan bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng selaku pembimbing I dan II saya, terimakasih untuk semangat, pengertian, kebijaksanaan , ide, kesabaran bapak dalam membimbing saya dalam

menyelesaikan skripsi ini. “Saya meminta maaf jika selama proses

pengerjaan skripsi ini saya banyak melakukan kesalahan yang tidak

berkenan di hati bapak”.

4. Adik tersayang Fidela Novita Sari , adik saya yang selalu memberikan semangat selama proses pengerjaan skripsi, adik yang selalu menghibur ketika saya pulang ke rumah, bercanda, tertawa, memberikan kegembiraan.

“Jadilah garam dan terang dunia”.

5. Bapak Ibu dosen tempat “curhat” saya, terimakasih telah mau meluangkan

(8)

iv

masukan – masukan yang sangat membantu saya dalam menyelesaikan setiap perasalahan – permasalahan yang saya hadapi.

6. Pegawai tata usaha (TU) Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer , mbak Rista, mbak Vera dan Dita yang ikut membantu dalam mempersiapkan berkas – berkas administrasi ujian, buat TU jadi ceria, terimakasih juga kepada laboran , Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, dan Mas Hari

7. Teman – teman lab XT, Heru 06, Putu 07, Rofian 07, Tio 07, Christine 07, Winan 07, Rian 07, Demas 08, Gading 08, Dika 08, Ernanda 08, Edwin 08, Visi 08, Henry 08, Handoko 09, Hendry 09, Jhony 09, mas Ari, mas Sembir,

kak Deka, yang selalu bikin rame dan ceria lab skripsi. “Gokil bro...!!”

8. Mima 07 yang telah mau meminjamkan modemnya, Bagong (Ditya C.A) 08 yang mau meminjamkan downloader-nya, Yahya 08 yang mengajarkan

komunikasi serial, Rofian 07 mengajarkan ADC, Demas 08 “my haters

abadi” mengajarkan grafik dengan Exel , Tio 07 yang mengajarkan sket ap

untuk membuat sketsa alat dan joint printer, Edwin 08 yang mengajarkan membuat grafik dengan visual studio, Dhani 08 membantu mencarikan botol aqua, dan teman – teman semuanya yang ikut membantu dalam proses pengerjaan skripsi ini, terimakasih banyak kawan - kawan.

9. Heri 07, teman konsultasi tempat berbagi ide, pemikiran, bersedia ikut membantu menyelesaikan kesulitan – kesulitan yang saya hadapi.

10.Gloria Virginia, teman saya dari FSM yang meminjamkan jerigen sebagai tempat aquades.

11.Bapak Agung laboran Kimia Fakultas Sains dan Matematika (FSM) Universitas Kristen Satya Wacana yang dengan ramah, dan senang hati mau membantu mengijinkan saya untuk memakai peralatan laboratorium kimia dalam proses membuat larutan formalin.

12.Mbak Yanti laboran Fakultas Sains dan Matematika (FSM) Universitas Kristen Satya Wacana yang dengan senang hati mau meluangkan waktu untuk saya berkonsultasi , berbagi pemikiran dan ide. Terimakasih juga mau membantu dalam mempersiapkan aquades dan formalin selama proses pengerjaan skripsi.

(9)

v

kandungan kadar formalin dalam tahu dengan menggunakan metode spectrophotometer.

14.Teman – teman Persekutuan Doa Teknik Elektronika dan Komputer (Petros) yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terimakasih untuk dukungan doa kalian sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

15.Herditya C 07 “Codot” yang selalu “ngeceni” , teman war PES , teman satu

kos sampai “tua” yang senantiasa mengingatkan saya untuk segera lulus,

jangan lama – lama. Membuat kos jadi rame.

16.Teman – teman satu angkatan 2007 yang telah menjadi bagian dari hidup saya , membuat banyak cerita, kadang membuat senang, kecewa, jengkel, gemes, gembira, terharu, kaya permen nano – nano, “banyak rasanya”.

“terimakasih kawan – kawan, aku percaya ini bukanlah sebuah kebetulan

untuk kita dipertemukan bersama dalam angkatan ini, everything happens

for a reason, God has a plan for us ”

17.Ibu penjual tahu di pasar Raya Salatiga.

18.Teman – teman dekat saya Angling 06, Irma 06, Chinthia 07, Richard 07, Dilla 07, Nina 07, Thomas 07, Purnamasidi 07, Albert 07, Herditya C 07, Kunto 07, Febe 08, Monic 08, Rani 09, Adi Wicitra 09.

19.Sahabat – sahabat SMA saya , Nanda, Lulus, Astuti, yang senantiasa memberikan dukungan semangat kepada saya.

20.Teman – teman kakak angkatan dan adik – adik angkatan yang telah menjadi bagian dari kehidupan penulis selama di elektro, terimakasih kawan.

21.Ibu dan Bapak kos yang selalu mengerti, memberikan semangat dan dukungan doa dalam proses pembuatan skripsi ini.

22.Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, penulis mengucapkan banyak terimakasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika

Salatiga, Juli 2014

(10)

vi

DAFTAR ISI

INTISARI ... i

ABSTRACT ... ii

KATA PENGANTAR ... iii

DAFTAR ISI ... vi

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR SIMBOL ... xii

DAFTAR SINGKATAN ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Tujuan ... 1

1.2 Latar Belakang ... 1

1.3 Spesifikasi Sistem ... 2

1.4 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1 Formalin ... 4

2.2 Elektronik Nose ... 5

2.3 Deret Sensor... 6

2.4 Mikrokontroler Atmega32 ... 7

BAB III PERANCANGAN SISTEM ... 10

3.1 Gambaran Sistem ... 10

3.2 Perancangan Perangkat Keras... 13

3.2.1 Tabung Sampel ... 13

3.2.2 Sensor Chamber ... 14

3.2.3 Sistem Kontrol ... 15

3.2.4 Perancangan Modul Sensor ... 19

3.2.5 Perancangan Display ... 22

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ... 23

(11)

vii

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS ... 27

4.1 Pengujian Modul Sensor ... 27

4.2 Pengujian Sensitifitas Sensor ... 27

4.3 Pengujian Waktu Pengukuran ... 30

4.4 Pengujian Pengaruh Suhu Terhadap Sensor ... 34

4.5 Pengujian Karakteristik Sensor... 38

4.6 Pengujian Mencari Karakteristik Formalin ... 39

4.7 Pengujian Tahu Tanpa Formalin ... 40

4.8 Pengujian Meminimalkan Pembusukan ... 41

4.9 Pengujian Pengukuran Kadar Formalin ... 43

4.10 Pengujian Udara Bersih ... 48

4.11 Pengujian Keseluruhan ... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 59

5.1 Kesimpulan ... 59

5.2 Saran Pengembangan ... 60

DAFTAR PUSTAKA ... 61

(12)

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Deret Sensor Gas...6

Gambar 2.2 TGS Sensor...7

Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Yang Dirancang...10

Gambar 3.2 Diagram Blok Alat Keseluruhan...11

Gambar 3.3 Sketsa Alat...12

Gambar 3.4 Gambar Alat Yang Telah Direalisasikan...13

Gambar 3.5 Tabung Sampel...13

Gambar 3.6 Sensor Chamber...14

Gambar 3.7 Schematic Keseluruhan Sistem...15

Gambar 3.8 Transistor Sebagai Saklar...17

Gambar 3.9 Rangkaian Sederhana Transistor Sebagai Saklar...17

Gambar 3.10 Rangkaian Reegulator Pada Alat...18

Gambar 3.11 Rangkaian Sederhana Regulator...19

Gambar 3.12 Rangkaian Modul Sensor Gas...20

Gambar 3.13 Schematic Deret Sensor...21

Gambar 3.14 Grafik Pengaruh Tegangan Heater....22

Gambar 3.15 LCD 16 x 2...22

Gambar 3.16 Diagram Alir Perangkat Lunak Mikrokontroler...26

Gambar 4.1 Test Kit Formalin...28

Gambar 4.2 Tahu Tanpa Formalin...28

Gambar 4.3 Tahu Mengandung Formalin...29

Gambar 4.4 Grafik Respon Sensor TGS...30

Gambar 4.5 Grafik Repon Sensor TGS Saat Tombol On...30

(13)

ix

Gambar 4.7 Grafik Respon Sensor Saat Mulai Melakukan Pendeteksian...32

Gambar 4.8 Respon Sensor...33

Gambar 4.9 Grafik Respon Sensor Saat Melakukan Pendeteksian...33

Gambar 4.10 Grafik Respon Sensor Setelah Melakukan Pendeteksian...34

Gambar 4.11 Grafik Suhu Sensor TGS Terhadap Perubahan Waktu...35

Gambar 4.12 Grafik Suhu Sensor Chamber Terhadap Perubahan Waktu...36

Gambar 4.13 Grafik Nilai ADC Sensor TGS...42

Gambar 4.14 Grafik Nilai ADC Sensor TGS 2620...45

Gambar 4.15 Grafik Nilai ADC Sesnor TGS 2610...45

Gambar 4.19 Spectrophotometer...49

Gambar 4.20 Ultrasonic Cleaner...50

Gambar 4.21 Hasil Uji Formalin...50

(14)

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Konfigurasi penggunaan pin Atmega32 ... 16

Tabel 3.2 Jenis dan Target Gas Sensor TGS...19

Tabel 3.3 Keluaran Arus Sensor TGS...20

Tabel 3.4 Nilai ADC Sensor TGS pada Kondisi Fresh Air...23

Tabel 3.5 Data ADC Sensor TGS...24

Tabel 4.1 Respon Sensor TGS Terhadap Perubahan Konsentrasi Formalin...27

Tabel 4.2 Respon Sensor TGS Terhadap Perubahan Konsentrasi Formalin...29

Tabel 4.3 Suhu Sensor TGS Terhadap Perubahan Waktu...35

Tabel 4.4 Suhu Sensor Chamber Terhadap Perubahan Waktu...36

Tabel 4.5 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Siang Hari...37

Tabel 4.6 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Malam Hari...37

Tabel 4.7 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Pagi Hari...37

Tabel 4.8 Respon Sensor TGS Terhadap Ekstrak Buah Jeruk...38

Tabel 4.9 Respon Sensor TGS terhadap Alkohol...38

Tabel 4.10 Respon Sensor TGS Terhadap Formalin...39

Tabel 4.11 Tegangan dan ADC Deret Sensor TGS pada Formalin Murni...40

Tabel 4.12 Tegangan dan Nilai ADC Sensor TGS Tahu Tanpa Formalin...41

Tabel 4.13 Nilai ADC dan Tegangan Sensor TGS...42

Tabel 4.14 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu Berkonsentrasi 3000 ppm...43

Tabel 4.15 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu Berkonsentrasi 6000 ppm...44

Tabel 4.16 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu berkonsentrasi 12000 ppm...44

Tabel 4.17 Nilai ADC Sensor TGS Pada Udara Bersih...48

Tabel 4.18 Hasil Ujicoba Spectrophotometer...51

Tabel 4.19 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Kondisi Fresh Air...51

(15)

xi

Tabel 4.21 Hasil Pengujian Perlakuan Kedua...54

Tabel 4.22 Hasil Pengujian Perlakuan Ketiga...55

(16)

xii

DAFTAR SIMBOL

% Percent

° Derajat

β Beta

(17)

xiii

DAFTAR SINGKATAN

IPCS International progamme on Chemical Safety

PCA Principal Component Analysis

TGS T aguchi Sensor Gas

CPU Control Prosessing Unit

IC Integrated Circuit

ROM Read Only Memory

RAM Random Access Memory

LED Light EmittingDiode

ADC Analog Digital Converter