plagiat merupakan tindakan tidak terpuji - core.ac.uk · sistem pengendalian ph pada pembuatan air...

i

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGENDALIAN PHPADA PEMBUATAN AIR ALKALI

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

FERDINANDUS WIBISANANIM : 105114021

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTROJURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGIUNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA2015

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECTPH CONTROL SYSTEM

IN THE PRODUCTION OF ALKALINE WATER

Presented as Partial Fulfillment of the RequirementsTo Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

FERDINANDUS WIBISANANIM : 105114021

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAMDEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYSANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA2015


HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGEhIDALIAN PH PADA PEMBUATAhI AIR ALKALI(PH CONTROL SYSTEM IN THE PRODUCNON OF ALKALINE

WATERI

Pe,nnbimbing

Tansgal : 27 Arqt, Jon

Larfr/Wibisana 6ffi-E@as*r.o-t


!\!: !; i, j

\r'Lrci l; t.

\ l.t::.!li 1

t I r r I r riirl \ I \.).\F,,ll1\

slsTl.\t t)[ \(;1."\t] \t I \\ PUl, ill \ l'[.\lltt \ I \\ \il \t.K \ l

i ) rrit

i' ertlrtt;rrt,itr " \\ iiri.ail;r\l\i iriil l.iir-l

i ri;tit dillcrt;ililtrk,rri tii rlep;rri ;iilti,i ir.'rtriili),litil iitti!lii lir \lli.iii. lili i

i)irr .ltrrr,riikilrl ridni!'riiiiii -\ r1i.tl

t 1,,.i:t.lli l),$ril i,t IrtiiiLi

;;"rJiili:

i; i :1",..it l. \1 iill:

ii \\r;:, ii.r:,',r \ 1 \1 i

i; 1,, i';:irr.r \ii \flir.ill, \1 I .^-l It ',L,,

\ '.:,:ri..,', , /f r,.,,.,.'.:' :'.

i tr:r'l:- \ i:;. ..r', ir'\." -

/ar"v t..;a+, l/--

!\rl:i+;-''\'.ft


PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

"Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis initidak memuatkarya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah.,'

Yogyakarta3?aeustus Z0 t S

T"'1"-./-

Ferdinandus Wibisana


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

Karya ini kupersembahkan untuk…..

Allah Bapa, Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria atas semua

curahan karunia-Nya.

Bapak Ramli atas segala nasehat, dukungan, dan curahan kasih

sayang kepada anaknya ini.

Ibu Suryati Asan atas kasih sayang , kesabarannya, perhatian yang

tulus dan selalu mendoakan anaknya ini.

Adikku Devita Wibisana yang selalu memberikan semangat dan

dukungan bagi kakaknya ini.

Teman – teman seperjuangan Teknik Elektro 2010 yang selalu

berbagi semangat, canda, ejekan, dan motivasi.

Dan semua pihak yang ikut memberikan bantuan baik secara

langsung maupun tidak langsung.

“Jika anda jatuh ribuan kali, berdirilah jutaan kali

karena anda tidak tahu seberapa dekat anda dengan

kesuksesan.”

Terima kasih Semua………..


HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Ferdinandus Wibisana

Nomor Mahasiswa : 105114021

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

SISTEM PENGENDAIAN PHPADA PEMBUATAN AIR ALKALI

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dhanna hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara

terbatas, dan mempublikasikannya di intemet atau rnedia lain untuk kepentingan akademis

tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

YogyakartaltAgustus 20 I 5

T"fuFerdinandus Wibisana

vil


viii

INTISARI

Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandunganair dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Air juga merupakan zat gizi yangpenting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh,penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh.Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman dalamtubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi dan jugagaya hidup. Salah satu cara utuk menjaga kadar keasaman dalam tubuh yaitu denganmengkonsumsi air alkali. Oleh karena itu penulis bermaksud membuat alat yang dapatmemproduksi air alkali dengan pH yang diatur di atas 8.

Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini menggunakan sensor pH-BTA Vernier sebagai alat ukur kadar keasaman pada air alkali. Proses pembuatan air alkalimenggunakan proses elektrolisis. Hasil pengukuran kadar keasaman akan ditampilkan padaLCD character setiap dua menit sampai air alkali dihasilkan. Air alkali yang ingindihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5.

Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini sudah dapat bekerja denganbaik. Pada alat perancangan air aqua dan air isi ulang yang diproses sudah dapat menjadiair alkali dengan pH 8,13 untuk air aqua dan 8,04 untuk air isi ulang meskipun jika diukurdengan pH meter referensi masih bernilai 7.8. Alat ini juga sudah dapat melakukanpengukuran kadar keasaman pada berbagai macam sampel air. Alat ini membutuhkanwaktu lebih dari 12 jam untuk dapat menghasilkan air alkali dengan pH diatas 8.

.

Kata kunci: alat ukur kadar keasmanan, sensor vernier pH - BTA, air alkali, elektrolisis.


ix

ABSTRACT

Water is the largest component in the human body. In general, the water content inthe human body ranges from 55% - 65%. Water is also an important nutrient for healthbecause it acts as a solvent, regulating body temperature, a provider of minerals andelectrolytes as well as maintaining the balance of acidity in the body. One role of water inthe body is to maintain the balance of acidity in the body. The acidity of the body can beaffected by food intake and lifestyle. One way to guard the acidity in the body is byconsuming alkaline water. Therefore, the authors intend to create a tool that can producealkaline water with a pH that is set above 8.

PH control system in the production of alkaline water using pH-BTA Verniersensors as a measure of acidity in alkaline water. The process of making alkaline waterusing electrolysis process. Acidity measurement results will be displayed on the LCDcharacter every two minutes until the alkaline water produced. To generate alkaline waterhas a pH range of 8 to 8.5.

PH control system in the production of alkaline water can already be workingproperly. On the design tool aqua water and refill the water that has been processed can bealkaline water with a pH of 8.13 to 8.04 for the aqua water and refill water even ifmeasured by the pH meter is still worth 7.8 reference. This tool also can performmeasurements of acidity on a wide variety of water samples. This tool takes more than 12hours to be able to produce alkaline water with a pH above 8.

Keywords: Measuring instrument that levels of acidity, pH sensors vernier - BTA,alkaline water, electrolysis.


x

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat

dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis

menyadari bahwa keberhasilan menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan

bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan

terima kasih kepada:

1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

3. B. Wuri Harini, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan

ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan

skripsi ini.

4. Ir. Tjendro, M.Kom dan Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T., dosen penguji yang telah

memberikan masukan, bimbingan, dan saran dalam merevisi skripsi ini.

5. Kedua orang tua dan adik saya, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang

yang tiada henti.

6. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.

7. Teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Teknik Elektro dan semua teman yang

mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini.

8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang

telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami

kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,

kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi

ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.

Penulis

Ferdinandus Wibisana


xi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL................................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii

HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA............................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii

INTISARI .................................................................................................................... viii

ABSTRACT................................................................................................................ ix

KATA PENGANTAR ............................................................................................. x

DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL..................................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang.................................................................................................. 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian......................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ............................................................................................... 3

1.4. Metodologi Penelitian ...................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI

2.1. Derajat Keasaman (pH) .................................................................................... 5

2.2. Proses Elektrolisis ............................................................................................ 7

2.3. Sensor PH – BTA Vernier ................................................................................ 8

2.4. Mikrokontroler ATMega8535 .......................................................................... 11

2.5. ADC ( Analog Digital Converter ) ................................................................... 12

2.6. LCD ( Liquid Crystal Display )........................................................................ 15

2.7. Voltage Regulator............................................................................................. 16

2.8. Motor DC.......................................................................................................... 18


xii

2.9. IC L298............................................................................................................. 20

2.10. Limit Switch ...................................................................................................... 21

2.11. Kontrol On - Off ............................................................................................... 22

BAB III PERANCANGAN

3.1. Arsitektur Umum.............................................................................................. 23

3.2. Perancangan Hardware .................................................................................... 24

3.2.1. Perancangan Mekanik ............................................................................ 24

3.2.2. Perancangan LCD Character ................................................................. 27

3.2.3. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega 8535........ 28

3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor pH meter.............................................. 29

3.2.5. Perancangan Driver Motor ..................................................................... 30

3.2.6. Perancangan Rangkaian Elektrolisis ...................................................... 31

3.2.7. Perancangan Limit Switch....................................................................... 31

3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya........................................................ 32

3.3. Perancangan Software....................................................................................... 35

3.4. Perhitungan Nilai ADC ................................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Gambar Fisik Hardware ................................................................................. 40

4.1.1. Kotak Sistem ........................................................................................ 40

4.1.2. Wadah Air ............................................................................................ 42

4.1.3. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman..................................... 43

4.2. Pengujian Sistem Alat..................................................................................... 44

4.2.1. Pengujian Alat Hasil Perancangan dengan Sampel Tertentu................ 44

4.2.2. Pengujian Alat Hasil Perancangan........................................................ 45

4.3. Pengujian Hardware ....................................................................................... 46

4.3.1. Pengujian Sistem Mikrokontroler.......................................................... 46

4.3.2. Pengujian Catu Daya ............................................................................. 48

4.4. Pengujian ADC ............................................................................................... 48

4.5. Pengujian Software ......................................................................................... 52

4.5.1. Pengujian Kadar Keasaman Air ........................................................... 52

4.5.2. Pengujian Sistem .................................................................................. 53

4.6. Pengujian ORP ................................................................................................ 58


xiii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan...................................................................................................... 59

5.2. Saran ................................................................................................................ 59

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 60

LAMPIRAN A Rangkaian Keseluruhan Perancangan Sistem................................. L1

LAMPIRAN B Listing Program Sistem................................................................... L2


xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Skala Indikator PH ................................................................................ 6

Gambar 2.2. Proses Elektrolisis ................................................................................. 8

Gambar 2.3. Sensor PH-BTA Vernier........................................................................ 10

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Sensor PH-BTA Vernier ............................................. 10

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535.................................... 12

Gambar 2.6. Blok ADC.............................................................................................. 13

Gambar 2.7. LCD 2x16 .............................................................................................. 15

Gambar 2.8. Kaki IC 78xx ......................................................................................... 17

Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan +12 V ................................................. 17

Gambar 2.10. Motor DC............................................................................................... 19

Gambar 2.11. Konstruksi Motor DC ............................................................................ 19

Gambar 2.12. Penampang IC L298 .............................................................................. 20

Gambar 2.13. Rangkaian Limit Switch ......................................................................... 21

Gambar 2.14. Simbol Limit Switch .............................................................................. 22

Gambar 2.15. Limit Switch ........................................................................................... 22

Gambar 2.16. Grafik Karakteristik Kontrol on-off ....................................................... 22

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Subsistem ................................................. 23

Gambar 3.2. Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 25

Gambar 3.3. Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 25

Gambar 3.4. Wadah Air Sampel Tampak Depan ....................................................... 26

Gambar 3.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Samping ........ 26

Gambar 3.6. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Depan ............ 27

Gambar 3.7. Rangkaian LCD Character 16 x 2......................................................... 28

Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega8535 ................ 29

Gambar 3.9. Rangkaian Sensor pH Meter.................................................................. 30

Gambar 3.10. Rangkaian Driver Motor ....................................................................... 31

Gambar 3.11. Rancangan Limit Switch ........................................................................ 32

Gambar 3.12. Rangkaian Catu Daya ............................................................................ 34

Gambar 3.13. Flowchart Program ................................................................................ 37


xv

Gambar 3.14. Grafik Hubungan Antara Vout Sensor pH dengan Nilai pH................. 36

Gambar 3.15. Grafik Hubungan Antara Nilai pH Terukur dengan Nilai ADC ........... 38

Gambar 3.16. Grafik Hubungan Antara Nilai ADC dengan Nilai pH ......................... 39

Gambar 4.1. Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 40

Gambar 4.2. Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 41

Gambar 4.3. Kotak Sistem Tampak Depan ................................................................ 41

Gambar 4.4. Wadah Air.............................................................................................. 42

Gambar 4.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman...................................... 43

Gambar 4.6. Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Mikrokontroler …... ...................... 47

Gambar 4.7. Program Pengujian Sistem Mikrokontroler........................................... 47

Gambar 4.8. Program Pengujian ADC....................................................................... 49

Gambar 4.8. (Lanjutan) Program Pengujian ADC ..................................................... 50

Gambar 4.9. Pengujian Tegangan ADC..................................................................... 50

Gambar 4.10. Program Pengujian Kadar Keasaman Air.............................................. 52

Gambar 4.10. (Lanjutan) Program Pengujian Kadar Keasaman Air............................ 53

Gambar 4.11. Program Sistem ..................................................................................... 54

Gambar 4.11. (Lanjutan) Program Sistem.................................................................... 55



Gambar 4.12. Tampilan Awal pada LCD..................................................................... 57

Gambar 4.13. Tampilan LCD Saat Proses Elektrolisis ................................................ 57

Gambar 4.14. Tampilan LCD Saat Air Alkali Jadi ...................................................... 58


xvi

DAFTAR TABEL

HalamanTabel 2.1. Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan .................................. 6

Tabel 2.2. Derajat Keasaman ( pH ) Pada Air Sumur ................................................. 6

Tabel 2.3. Fungsi Pin LCD 2x16 ................................................................................ 15

Tabel 2.4. Jenis-jenis IC Regulator 78xx .................................................................... 16

Tabel 2.5. Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298.......................................................... 20

Tabel 3.1. Konfigurasi Mikrokontroler ATMega 8535............................................... 28

Tabel 4.1. Keterangan Gambar Kotak Sistem............................................................. 41

Tabel 4.2. Keterangan Gambar Wadah Air ................................................................. 42

Tabel 4.3. Keterangan Gambar Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman ........ 43

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sampel ............................................................................. 44

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Air Aqua .......................................................................... 45

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Air Isi Ulang .................................................................... 45

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya ...................................................... 48

Tabel 4.8. Hasil Pengujian Tegangan ADC ................................................................ 51

Tabel 4.9. Hasil Pengujian Nilai ADC........................................................................ 51


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan

air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Kandungan air dalam setiap organ

tubuh manusia juga berbeda-beda, sebagai contoh kandungan air dalam otak manusia

sekitar 70%, darah sekitar 82% dan paru-paru sekitar 90% [1]. Air juga merupakan zat gizi

yang penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh,

penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh.

Banyaknya air yang dibutuhkan seseorang berbeda-beda tergantung pada ukuran tubuh

orang tersebut dan aktivitas yang dilakukannya sehari-hari. Hal ini menunjukan betapa

pentingnya air bagi tubuh manusia.

Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman

dalam tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi

dan juga gaya hidup. Saat seseorang memakan makanan siap saji, kudapan, soda dan

alkohol, semuanya akan dicerna oleh tubuh. Proses pencernaan tersebut kemudian

menghasilkan senyawa asam yang menyebabkan meningkatnya kadar asam di dalam

tubuh. Faktor kurang olahraga, polusi serta gaya hidup yang buruk juga dapat

memperburuk keadaan. Saat tubuh memiliki kelebihan zat asam maka hal tersebut dapat

mengundang berbagai macam penyakit dari yang ringan hingga kronis, oleh karena itu

keseimbangan kadar asam dalam tubuh perlu dijaga agar tetap stabil [2].

Berkaitan dengan salah satu cara untuk menjaga kesehatan tubuh, salah satu

parameter yang paling penting adalah kadar keasaman air. Selain itu kadar keasaman (pH)

juga akan mempengaruhi beberapa kandungan material yang terdapat di dalam air yaitu

kadar karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O2) terlarut.

Berdasarkan permasalahan di atas, salah satu cara untuk mengatasinya yaitu dengan

mengkonsumsi air alkali atau air yang bersifat basa. Karena pola hidup dan pola makan

manusia yang kurang baik dapat menyebabkan tubuh manusia berada dalam kondisi asam

sehingga dengan mengkonsumsi air alkali dapat menyeimbangkan kadar keasaman dalam

tubuh. Air alkali sendiri merupakan air bermuatan ion negatif yang bersifat basa dan


2

memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan dengan air biasa, sehingga

sangat baik bagi kesehatan tubuh manusia. Oleh sebab itu penulis ingin membuat alat yang

dapat memproduksi air alkali. Alat ini nantinya akan menghasilkan air alkali dengan kadar

keasaman (pH) di atas 7 sehingga air akan bersifat basa dan memiliki kandungan oksigen

(O2) yang lebih tinggi.

Ada beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai alat ukur tentang kadar

keasaman antara lain penelitian yang telah dilakukan oleh Rozeff Pramana dengan judul

penelitian “Pengontrolan PH Air Secara Otomatis Pada Kolam Ikan Kerapu Macan

Berbasis Arduino”[3] menggunakan metode penambahan larutan asam dan basa pada

sample air yang akan diukur. Selain itu peneliti menggunakan ATMega 328P sebagai

pengontrol sistem dan sensor Analog pH meter v1.0, sedangkan alat yang akan dibuat oleh

penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem dan sensor PH-BTA

Vernier. Sensor ini akan mengukur secara langsung kadar keasaman air tanpa tambahan

larutan asam maupun basa. Output dari sistem akan ditampilkan melalui LCD karakter

dalam bentuk nilai kadar keasaman, selain itu alat yang dirancang oleh penulis

menggunakan proses elektrolisis untuk menghasilkan air yang bersifat basa.

Penelitian lain yang berkaitan dengan alat ukur kadar keasaman adalah penelitian

yang berjudul “Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 Sebagai Kontroler Proposional Pada

Pengaturan PH”[4] oleh Muammad Lazuardi. Perbedaan penelitian yang sudah ada

dengan alat yang akan dibuat penulis terletak pada pengontrol sistem yang digunakan.

Penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem. Penelitian ini juga

menggunakan tambahan cairan asam maupun basa untuk menjaga keseimbangan kadar

keasaman dalam air, sedangkan penulis menggunakan proses elektrolisis untuk menjaga

keseimbangan kadar keasaman dalam air.

Alat yang akan dibuat ini juga sudah mulai dijual dipasaran dengan nama

“Generator Air Alkali”[5]. Generator air alkali ini juga menggunakan proses elektrolisis

untuk menghasilkan air alkali. Perbedaan antara alat yang sudah ada dengan alat yang akan

dibuat oleh penulis terletak pada penambahan sensor pH meter. Penambahan sensor pH

meter ini untuk mengetahui kadar keasaman yang dihasilkan sudah tercapai atau belum.


3

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah untuk menghasilkan suatu alat yang

dapat memproduksi air alkali. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan air

alkali yang dapat menjaga keseimbangan kadar keasaman di dalam tubuh sehingga dapat

menjaga daya tahan tubuh.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Pengukuran dilakukan terhadap air minum kemasan aqua dan air minum isi ulang.

b. Air yang dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5.

c. Mengukur tingkat pH dalam air.

d. Pengukuran dilakukan menggunakan sensor PH-BTA Vernier dengan jangkauan

derajat keasaman dari 0 – 14 .

e. Pengolahan data menggunakan mikrokontroler ATMega8535.

f. Menggunakan LCD 16 X 2 untuk menampilkan data hasil pengukuran.

g. Kandungan ORP pada air juga akan diuji dengan ORP meter.

h. Kontrol elektroda menggunakan pengendali on - off

1.4. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Pengumpulan bahan – bahan referensi mengenai sebagian atau keseluruhan sistem

dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain.

b. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari

bentuk rancangan yang tepat untuk sistem yang akan dibuat dengan

mempertimbangankan berbagai aspek permasalahan dan kebutuhan yang

ditentukan dari sistem yang akan dibuat.

c. Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem ini bekerja dengan proses

elektrolisis dengan menggunakan aliran arus listrik DC yang memiliki dua kutub

yang berbeda yaitu positif dan negatif. Air alkali yang dihasilkan terletak pada

kutub negatif kemudian air tersebut akan diukur kadar keasamannya. Sensor

vernier PH-BTA merupakan sensor pH yang akan mengukur kadar keasaman dari

air alkali yang dihasilkan, hasil pengukuran dari sensor akan diolah mikrokontroler


4

melalui channel ADC. Keluaran sensor yang berupa tegangan akan dikonversi

mikrokontroler menjadi kadar keasaman. Data keluaran dari mikrokontroler akan

ditampilkan ke LCD

d. Proses Pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan

pengukuran kadar keasaman secara langsung antara air minum kemasan dengan air

isi ulang menggunakan sensor PH-BTA Vernier. Data yang sudah diambil akan

dibandingkan dengan standar kualitas air minum yang sudah ada sebagai

pembanding

e. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dengan membandingkan

data yang didapatkan dari hasil pengukuran sensor PH-BTA Vernier dengan

standar kualitas air minum yang sudah ada. Penyimpulan hasil percobaan dapat

dilakukan dengan menghitung error data yang sudah diambil dari hasil pengukuran.


5

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini berisikan beberapa landasan dasar teori yang digunakan penulis sebagai

dasar dalam perancangan sistem pengendali pembuatan air alkali. Landasan dasar teori yang

digunakan penulis antara lain menjelaskan tentang derajat keasaman (pH), proses elektrolisis,

sensor PH-BTA Vernier, Mikrokontroler ATMega8535, ADC (Analog Digital Converter),

LCD (Liquid Crystal Display), rangkaian regulator dan motor dc.

2.1. Derajat Keasaman (pH) [6]

Derajat keasaman atau yang biasa juga disebut dengan pH adalah suatu satuan ukur

yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH

diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah pH berasal dari “p” lambang matematika dari negatif

logaritma dan “H” lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH

adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen yang dapat dinyatakan dengan

persamaan 2.1, yaitu :

pH = -log [H+] (2.1)

pH biasa digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu

zat, larutan atau benda. Derajat keasaman (pH) sendiri memiliki skala nilai dari 1 sampai 14.

Derajat keasaman (pH) normal memiliki nilai 7 sementara jika nilai derajat keasaman (pH)

lebih dari 7 atau konsentrasi [OH-] lebih besar dari pada [H+], maka zat tersebut bersifat basa.

Jika nilai derajat keasaman (pH) kurang dari 7 atau konsentrasi [H+] lebih besar dari pada

[OH-] maka zat tersebut bersifat asam.

Pengukuran pH dapat dilakukan menggunakan pH meter dan kertas indikator pH. Cara

menggunakan kertas indikator pH yaitu dengan mengamati perubahan warna pada level pH

yang bervariasi. Indikator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran dan

dapat terjadi kesalahan pembacaan warna yang disebabkan larutan sampel yang berwarna


6

ataupun keruh. Gambar 2.1. menunjukan skala indikator pH yang digunakan untuk pembacaan

nilai pH. Pengukuran yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter.

Gambar 2.1. Skala indikator pH [7]

Tingkat derajat keasaman pada setiap air berbeda – beda, baik pada air minum

kemasan maupun air sumur. Pada table 2.1 dan table 2.2. menunjukan tingkat kadar keasaman

air minum kemasan dan air sumur.

Table 2.1. Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan [8]

No Merk Air Minum Kemasan pH

1 Ades 6,11

2 Nestle 6,42

3 Aqua 6,47

4 Club 5,79

5 Pristine 8-8,5

Table 2.2 Derajat Keasaman (pH) Pada Air Sumur [9]

No Lokasi pH

1 Kota Yogyakarta 6,23 – 6,77

2 Kabupaten Sleman 6,51 – 7,13

3 Kabupaten Kulonprogo 6,35 – 6,7

4 Kabupaten Bantul 6,81 – 7,27

5 Kabupaten Gunung Kidul 6,6 – 6,83


7

2.2. Proses Elektrolisis [10]

Peristiwa elektrolisis terjadi ketika arus listrik dialirkan melalui senyawa ionik dan

senyawa tersebut mengalami reaksi kimia. Larutan elektrolit dapat menghantar listrik karena

mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas. Ion-ion itulah yang menghantarkan arus

listrik melalui larutan. Hantaran listrik melalui larutan elektrolit membuat sumber arus searah

memberi muatan yang berbeda pada kedua elektroda. Katoda (elektroda yang dihubungkan

dengan kutub negatif) bermuatan negatif, sedangkan anoda (elektroda yang dihubungkan

dengan kutub positif) bermuatan positif. Spesi (ion, molekul atau atom) tertentu dalam larutan

akan mengambil elektron dari katoda, sementara spesi lainnya melepas elektron ke anoda.

Selanjutnya elektron akan dialirkan ke katoda melalui sumber arus searah.

Pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi.

Elektrolit kuat mempunyai daya hantar yang relatif baik meskipun konsentrasinya relatif kecil,

sedangkan elektrolit lemah mempunyai daya hantar yang relatif buruk meskipun

konsentrasinya relatif besar. Pada proses elektolisis selain jenis larutan, jenis elektroda juga

mempengaruhi hasil elektrolisis. Disini elektroda dipilih berdasarkan kemampuannya untuk

menghantarkan listrik. Stainless steel merupakan salah satu elektroda yang dapat digunakan

dalam elektrolisis. Stainless steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya

10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat

diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini

menghalangi proses oksidasi besi (Ferum)[11].

Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirikan arus

listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan

menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas [H ] dan ion hidroksida [OH ]. Sementara itu

pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen [O ], melepaskan empat ion [H ]

serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion [H ] dan [OH ] mengalami netralisasi sehingga

terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air

dapat dituliskan pada persamaan 2.2 sebagai berikut :


8

Anoda : H O 2H + O + 2eKatoda : H O H + OH

2H O 2H + O (2.2)

Gambar 2.2. Proses Elektrolisis [12]

2.3. Sensor PH-BTA Vernier

Alat ukur derajat keasaman (pH meter) adalah sebuah alat elektronik yang digunakan

untuk mengukur pH (derajat keasaman atau kebasaan) dari suatu cairan (meskipun probe

khusus terkadang digunakan untuk mengukur pH zat semi padat). Alat ukur kadar keasaman

(pH meter) biasa terdiri dari probe pengukur yang terhubung pada sebuah alat elektronik yang

mengukur dan menampilkan nilai pH.

Prinsip dasar pengukuran pH dengan menggunakan pH meter adalah potensial

elektrokimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas yang telah

diketahui dengan larutan yang terdapat di luar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini

dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang

ukurannya relatif kecil dan aktif.

Elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau

diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu

elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya

mengukur tegangan. Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial listrik antara

Merkuri Klorid (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang


9

merupakan larutan di dalam gelas elektroda serta petensial antara larutan dan elektroda perak.

Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah

tergantung sampelnya.

Oleh karena itu, perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan larutan yang ekuivalen

yang lainnya untuk menetapkan nilai pH. Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung

gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang berinteraksi dengan

HgCl diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya

digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah

terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium.

Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh dan tersambung dengan

gelembung kaca yang tipis. Di dalamnnya terdapat larutan KCl yang buffer pH 7. Elektroda

perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl) dihubungkan ke dalam larutan tersebut.

Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang tidak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh

suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat di bagian dalam elektroda gelas.

Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature,

yakni suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperatur. Antara elektroda pembanding

dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.

Alat ukur pH harus dikalibrasi sebelum dan setelah setiap pengukuran. Untuk

penggunaan normal, kalibrasi harus dilakukan pada awal pemakaian dengan menggunakan

standar pH atau sering disebut buffer pH. Standard pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah

diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga

pH) dimana nilainya relatif konstan dan tidak mudah berubah.

Sensor pH (pH- BTA Vernier ) menghasilkan tegangan keluaran sebesar 1.75 Volt

pada saat pH 7. Tegangan keluaran dari sensor akan mengalami kenaikan sebesar 0.25 Volt

untuk setiap penurunan nilai pH sebesar 1. Tegangan keluaran sensor akan mengalami

penurunan sebesar 0.25 Volt untuk setiap kenaikan nilai pH sebesar 1. Sensor ini dapat

digunakan untuk mengukur pH dengan range dari 0 sampai 14 [13]. Sensor pH- BTA Vernier

ditunjukan seperti pada Gambar 2.3 dibawah ini.


10

Gambar 2.3. Sensor pH- BTA Vernier [14]

Sensor pH- BTA Vernier memiliki konfigurasi pin tipe BTA (British Telecom Analog)

– Right Hand seperti pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15]

Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15] dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Pin 1 = Sensor output (+/-10V)

b. Pin 2 = GND

c. Pin 3 = Vres (resistance reference)

d. Pin 4 = AutoIDENT (not supported on all sensors)

e. Pin 5 = Power (+5VDC)

f. Pin 6 = Sensor output (0-5V)


11

2.4. Mikrokontroler ATMega8535

Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor dimana didalamnya sudah

terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock, dan peralatan internal lainnya yang sudah saling

terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas

dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga dapat langsung digunakan dengan memprogram isi

ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya. Mikrokontroler AVR dapat

dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, kelas AT90xx, keluarga ATmega, dan

kelas AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,

peripheral, speed, operasi tegangan, dan fungsinya. Sedangkan dari segi arsitektur dan

instruksi yang digunakan hampir sama [16]. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535

ditunjukan pada Gambar 2.5.

Konfigurasi pin ATMega8535[16] dapat dijelaskan sebagai berikut:

a. Pin 1 sampai 8 (PortB ), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus sebagai pin

Timer/Counter, komparator analog dan SPI.

b. Pin 9 (reset), merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler.

c. Pin 10 (VCC), merupakan pin untuk masukan catu daya.

d. Pin 11 dan 31 (GND), merupakan pin Ground.

e. Pin 12 (XTAL 2), merupakan pin untuk eksternal clock.

f. Pin 13 (XTAL 1), merupakan pin untuk eksternal clock.

g. Pin 14 sampai 21 (Port ), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

h. Pin 22 sampai 29 (Port ), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

i. Pin 30 (AVCC), merupakan pin masukan tegangan ADC.

j. Pin 32 (AREF), merupakan pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC.

k. Pin 33 sampai 40 (Port ), merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus

sebagai pin masukan ADC.


12

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 [17]

2.5. ADC (Analog Digital Converter) [18]

ADC mengkonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital selebar 10 – bit.

GND (0 Volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili

oleh tegangan pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan

ADCH:ADCL. Blok ADC ditunjukan pada Gambar 2.6.

Fitur yang dimiliki ADC adalah sebagai berikut :

1. Resolusi mencapai 10-bit.

2. 0.5 LSB Integral Non-linearity.

3. Akurasi mencapai ± 2 LSB.

4. Waktu konversi mencapai 13 – 260 µs.

5. 8 saluran ADC yang dapat digunakan secara bergantian.

6. Optional Left Adjustment untuk pembacaan hasil ADC.

7. 0 – VCC Range input ADC.

8. Disediakan 2.65V tegangan referensi internal ADC.


13

9. Metode konversi kontinyu (free running) atau mode konversi tunggal (single

conversion).

10. Interupsi ADC complete.

11. Sleep Mode Noise canceler.

Gambar 2.6. Blok ADC [19]

Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer ( register ADMUX) untuk

diproses oleh ADC, karena converter ADC dalam chip hanya satu buah sedangkan saluran

input-nya ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara

bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan)

tegangan input ADC sehingga dalam keadaan konstan selama proses konversi. ADC

mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVCC-AGDN. AVCC tidak boleh berbeda

±0.3V dari VCC. Sinyal input ADC tidak boleh boleh melebihi tegangan referensi. Nilai

digital sinyal input ADC ditunjukan dengan perhitungan yang ditampilkan pada persamaan

2.3. dan 2.4.


14

Kode digital resolusi 8- bit (256) = 256 (2.3)

Kode digital resolusi 10- bit (1024) = 1024 (2.4)

Untuk mencari nilai :

V = x V (2.5)

Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi Vref dan clock FADC (register

ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin Aref tidak boleh melebihi AVCC.

Tegangan referensi eksternal dapat di – decouple pada pin Aref dengan kapasitor untuk

mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2.56V (pin

Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan refrensi internal). ADC

mengkonversi tegangan input analogmenjadi bilangan digital selebar 10 – bit. GND (0 Volt)

adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili oleh tegangan

pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL.

Mode operasi ADC dibagi menjadi dua kategori yaitu mode konversi tunggal dan mode free

running.

Mode konversi tunggal dilakukan untuk sekali pembacaan sampel tegangan input, jika

ingin membaca lagi maka harus disampel lagi sehingga mengkonversi tegangan input untuk

saat – saat yang dibutuhkan saja. Mode konversi tunggal dipilih dengan menge–clearbit-

ADFR dalam register ADCSRA. Mode konversi tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC

di-set, dan bit tersebut tetap set sampai satu kali konversi selesai (complete), setelah

(complete) itu maka otomatis CPU bit-ADSC akan clear. Ketika konversi sedang berlangsung

dan pengguna mengubah saluran (channel) input ADC maka hal tersebut tidak akan diubah

oleh CPU hingga konversi ADC saluran tersebut selesai.

Mode free running konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu, ADC membaca

sampel tegangan input lalu dikonversi hasilnya masukkan ke registerADCH:ADCL terus

menerus. Ketika membaca ADC selagi ADC mengkonversi tegangan sedang berlangsung,

maka yang terbaca adalah hasil ADC yang terakhir yang dibaca oleh ADC. Mode free

runningdipilih dengan meng – set bit-ADFR dalam register ADCSRA. Konversi pertama


15

dalam mode ini dimulai dengan meng – set bit-ADSC. Dalam mode ini ADC bekerja secara

independen (tidak bergantung) dari flag interupsi ADC, dimana ADIF set atau clear dianggap

sama saja.

2.6. LCD (Liquid Crystal Display)

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu komponen elektronika yang

berfungsi untuk menampilkan suatu karakter yang diberikan oleh sistem. LCD digunakan

untuk mempermudah pembacaan hasil yang diperoleh dari sistem. LCD yang digunakan

merupakan LCD karakter yang tampilannya terbatas pada tampilan karakter saja. LCD yang

digunakan adalah 2x16, dengan tampilan 2 baris dan 16 kolom yang berarti total karakter yang

dapat ditampilkan adalah 32 karakter dan juga LCD ini mempunyai 16 pin konektor. LCD

2x16 ditunjukan pada Gambar 2.7. dan fungsi pin LCD 2x16 pada Table 2.3.

Gambar 2.7. LCD 2x16 [20]

Table 2.3. Fungsi Pin LCD 2x16 [21]

PIN SIMBOL FUNGSI

1 Vss GND

2 Vdd +3V or +5V

3 Vo Contrast Adjustment

4 RS H/L Register Select Signal

5 R/W H/L Read/Write Signal

6 E H → L Enable Signal


16

7 DB0 H/L Data Bus Line








15 A/Vee + 4.2V for LED/Negative Voltage Output

16 K Power Supply for B/L (0V)

2.7. Voltage Regulators[22]

IC secara luas dapat digunakan sebagai regulator tegangan. Unit regulator IC

mengandung rangkaian sumber referensi, penguat komparator, perangkat pengendali dan

perlindungan beban lebih. Keluaran unit regulator IC bisa berupa tegangan tetap positif,

tegangan tetap negatif atau tegangan variabel.

Tegangan tetap positif dapat menggunakn IC dengan seri 78xx. IC seri ini

menghasilkan keluaran dari +5 sampai +24. Gambar 2.8. menunjukkan kaki dari IC 78xx, dan

Tabel 2.4 menunjukkan jenis-jenis IC regulator 78xx.

Tabel 2.4. Jenis-jenis IC Regulator 78xx

IC part Tegangan keluaran(V)

Tegangan masukanminimum (V)

7805 +5 7,37806 +6 8,37808 +8 10,57810 +10 12,57812 +12 14,67815 +15 17,77818 +18 21,07824 +24 27,1


17

Gambar 2.8. Kaki IC 78xx [23]

Gambar 2.9. memperlihatkan IC 7812 yang terhubung untuk menghasilkan tegangan

regulasi +12 volt. Tegangan masukan Vi difilter oleh kapasitor C1 dan dihubungkan ke

terminal IN IC. Terminal OUT IC menghasilkan tegangan regulasi +12 volt yang difilter oleh

kapasitor C2. Terminal IC yang ketiga dihubungkan ke ground (GND).

Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan +12 V

Perhitungan nilai kapasitor C1 menggunakan persamaan 2.6, yaitu := √ ∗ ∗ ( ) (2.6)

Dengan:

C = kapasitor dalam Farad

= arus beban dalam Ampere

f = frekuensi dalam Hz


18

( ) = tegangan ripple rms dalam volt

Di mana nilai ( ) dapat dicari dengan menggunakan persamaan 2.7, yaitu :

( ) = ( )√ (2.7)

dengan ( − ) adalah tegangan ripple peak to peak yang merupakan selisih antara tegangan

masukan regulator dengan tegangan masukan minimum IC regulator yang digunakan atau

dapat dirumuskan pada persamaan 2.8 berikut :

( − ) = − (2.8)

dengan:

= tegangan masukkan regulator dalam volt

= tegangan masukkan minimum IC regulator

Apabila tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian

disearahkan menggunakan dioda, nilai dicari menggunakan persamaan 2.9, yaitu:

= √2 − 1,4 (2.9)

dengan merupakan nilai tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan trafo

step-down (volt) dan adanya nilai 1,4 karena menggunakan dioda sebagai penyearah[24].

2.8. Motor DC [25]

Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber

tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan

berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran

motor akan terbalik pula. Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal


19

menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal

menentukan kecepatan motor. Contoh salah satu jenis motor ditunjukkan pada Gambar 2.10.

Gambar 2.10. Motor DC

Motor DC memiliki 2 bagian dasar :

1. Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator.

Stator ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil

(elektro magnet) ataupun magnet permanen.

2. Bagian yang berputar disebut rotor.

Rotor ini berupa sebuah koil dimana arus listrik mengalir.

Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang mengalir pada

penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan magnet itu sendiri ditimbulkan oleh

megnet permanen. Garis-garis gaya magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub

utara ke kutub selatan. Menurut hukum gaya Lourentz, arus yang mengalir pada penghantar

yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya. Gaya F, timbul tergantung pada

arah arus I, dan arah medan magnet B. Konstruksi motor dc ditunjukkan pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Konstruksi Motor DC


20

2.9. IC L298 [26]

IC H-Bridge driver motor DC L298 memiliki dua buah rangkaian H-Bridge di

dalamnya, sehingga dapat digunakan untuk men-drive dua buah motor DC . IC L298 masing-

masing dapat mengantarkan arus hingga 2A. Namun, dalam penggunaannya, IC ini dapat

digunakan secara paralel, sehingga kemampuan menghantarkan arusnya menjadi 4A.

Prinsip kerja IC L298, IC ini memiliki empat channel masukan yang didesain untuk

dapat menerima masukan level logika TTL. Masing-masing channel masukan ini memiliki

channel keluaran yang bersesuaian. Gambar 2.12 memperlihatkan penampang IC L298.

Dengan memberi tegangan 5 volt pada pin enable A dan enable B, masing-masing channel

output akan menghasilkan logika high (1) atau low (0) sesuai dengan input pada channel

masukan. Untuk lebih jelasnya prinsip kerja IC L298 dapat dilihat pada Tabel 2.5.

Gambar 2.12. Penampang IC L298

Tabel 2.5. Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298

Enable A,B Input 1,3 Output 1,3 Input 2,4 Output 2,4

10 0 0 0

1 1 1 1

00 X 0 x

1 X 1 x

Keterangan:x : kondisi don’t care (tidak dihiraukan)


21

2.10. Limit Switch [27]

Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi

menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya

akan menghubung pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah

ditentukan dan akan memutus saat saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam

kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi

perubahan mekanik pada sensor tersebut. Pada Gambar 2.13 merupakan rangkaian limit

switch yang menggunakan resistor. Nilai resistor yang digunakan didapat dari persamaaan

2.10, yaitu : = (2.10)

dengan :

R = nilai hambatan

Vcc = tegangan masukkan

Voperate =tegangan kerja mikrokontroler

Iactvie = arus kerja mikrokontroler

Gambar 2.13. Rangkain Limit Switch

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada

batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau

penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO

R

VCC

GND

Output Limit Switch


22

(Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika

tombolnya tertekan. Simbol dan gambar dari limit switch ditunjukkan seperti pada Gambar

2.14 dan Gambar 2.15.

Gambar 2.14. Simbol Limit Switch

Gambar 2.15. Limit Switch

2.11. Kontrol On – Off [28]

Karakteristik kontroler on - off ini hanya bekerja pada 2 (dua) posisi, yaitu on dan off. Kerja

kontroler on - off banyak digunakan pada aksi pengontrolan yang sederhana karena harganya

murah. Karena sistem kerja yang digunakan adalah on - off saja, hasil output dari sistem

pengendalian ini akan menyebabkan proses variabel tidak akan pernah konstan. Besar kecilnya

fluktuasi proses variabel ditentukan oleh titik dimana kontroller dalam keadaaan on dan off.

Pengendalian dengan aksi kontrol ini juga menggunakan feedback. Gambar 2.16 di bawah ini

menunjukan karakteristik kontrol on - off yang hanya bekerja pada 2 posisi.

Gambar 2.16. Grafik karakteristik kontrol on - off


23

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Arsitektur Umum

Perancangan sistem ini dibagi menjadi dua bagian perancangan, yaitu perancangan

hardware dan perancangan software. Perancangan hardware yang akan dirancang oleh penulis

meliputi perancangan rangkaian sensor pH, LCD character, rangkaian sistem mikrokontroler,

rangkaian driver motor, rangkaian regulator, perancangan kotak sistem dan perancangan

tempat sample . Perancangan software berhubungan dengan program yang digunakan untuk

menjalankan sistem pengukuran kadar keasaman pada air alkali dan program yang digunakan

untuk mengendalikan motor yang digunakan untuk mengangkat wadah air.

Gambar 3.1. Blok Diagram Perancangan Subsistem

Sistem ini akan bekerja secara otomatis ketika sistem dinyalakan. Mikrokontroler

sebagai pusat sistem akan mengatur sistem secara keseluruhan. Mikrokontroler akan mengatur

lama waktu untuk melakukan proses elektrolisis. Sensor pH akan melakukan pengukuran

kadar keasaman pada air yang diuji. Air yang diuji akan berada di dalam wadah pengujian

yang kemudian akan diangkat menggunakan motor DC untuk memisahkan dengan proses

elektrolisis yang sedang berlangsung agar sensor pH dapat mengukur nilai pH. Hasil

Air sampel Sensor pH-BTAVernier

LCD character

Motor DC

Mikrokontroler

LED

Sensor LimitSwitch

RangkaianElektrolisis


24

pengukuran sensor pH berupa tegangan yang akan diolah oleh mikrokontroler menggunakan

fasilitas ADC yang kemudian akan dikonversi menjadi nilai kadar keasaman. Data hasil

pengukuran sensor kemudian akan ditampilkan pada LCD character. Apabila nilai pH yang

didapatkan kurang dari batas yang ditentukan yaitu antara 8 - 8,5 maka pengukuran akan terus

berlanjut. Sedangkan jika hasil yang didapatkan sudah mencapai batas antara 8 – 8,5 maka

pengukuran akan berhenti. Saat nilai pH yang diinginkan sudah tercapai maka proses

elektrolisis akan berhenti dan LED akan menyala sebagai tanda jika pH sudah mencapai batas

antara 8 – 8,5.

3.2. Perancangan Hardware

3.2.1. Perancangan Mekanik

Perancangan hardware dibagi menjadi tiga, yaitu kotak sistem, wadah tempat sample

dan mekanik pengukuran kadar keasaman air. Kotak sistem akan digunakan sebagai tempat

mikrokontroler, catu daya dan LCD character. Kotak sistem ini terbuat dari acrylic yang

berukuran 13 x 13 x 13 cm. Wadah tempat pengukuran terbuat dari wadah air yang sudah

dijual di pasaran. Pada wadah ini akan terjadi proses elektrolisis. Wadah ini akan terdiri dari

dua kotak wadah yang terhubung dengan pipa. Pada masing-masing kotak akan dipasang

batang elektroda untuk mengaliri arus listrik dc. Kotak wadah pertama akan dialiri arus listrik

yang bermuatan negatif, sedangkan kotak wadah kedua akan dialiri arus listrik yang

bermuatan positif. Pada kotak pertama yang dialiri arus listrik yang bermuatan negatif akan

menghasilkan air yang bersifat basa, sedangkan pada kotak kedua yang dialiri listrik

bermuatan positif akan mengasilkan air yang bersifat asam.

Perancangan mekanik pengukuran kadar keasaman air terdiri sensor pH, motor dc,

katrol dan kotak wadah air. Prinsip kerja dari mekanik pengukuran kadar keasaman air ini

adalah motor dc akan menggerakkan katrol yang akan menarik tali yang terhubung dengan

wadah air yang berbentuk kotak. Kotak ini akan ditarik ke atas hingga keluar dari air setiap

sensor akan melakukan pengukuran kadar keasaman pada air. Karena metode yang digunakan

menggunakan proses elektrolisis dimana air akan dialiri arus listrik sehingga dalam melakukan


25

pengukuran, sensor pH tidak boleh terhubung langsung dengan air yang teraliri arus listrik

karena dapat menyebabkan sensor rusak ataupun pengukuran menjadi tidak tepat sehingga

diperlukan wadah yang akan membawa air keluar mendekati sensor pH. Perancangan

hardware dapat dilihat dari Gambar 3.2., Gambar 3.3., Gambar 3.4., Gambar 3.5., Gambar

3.6.

Gambar 3.2. Kotak Sistem Tampak Samping

Gambar 3.3. Kotak Sistem Tampak Atas


26

Gambar 3.4. Wadah Air Sample Tampak Depan

Gambar 3.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Samping


27

Gambar 3.6. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Depan

3.2.2. Perancangan LCD Character

LCD character digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran dari pH meter. LCD

character yang digunakan adalah 16x2 yang dapat menampilkan 16 karakter dan 2 baris. LCD

ini mempunyai dua jenis tipe komunikasi data, yaitu komunikasi data dengan mode 4 bit atau

mode 8 bit. Jika menggunakan jalur data mode 4 bit, akan ada 7 jalur data yang terdiri dari 3

jalur untuk jalur kontrol dan 4 jalur untuk jalur data. Jika menggunakan jalur data mode 8 bit,

akan ada 11 jalur data yang terdiri dari 3 jalur untuk jalur kontrol dan 8 jalur untuk jalur data.

Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enabel), RS(Register Select), dan R/W (Read/write).

Pada perancangan penulis menggunakan LCD character mode 4 bit yang ditunjukan

pada Gambar 3.7. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar

+5 volt. Pengaturan kontras LCD character menggunakan resistor variable sebesar 10kΩ.


28

Gambar 3.7. Rangkaian LCD Character 16 x2

3.2.3. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler ATMega 8535 memiliki empat port dan masing-masing port memiliki

delapan pin. Perancangan penggunaan port input dan port output pada mikrokontroler dapat

disesuaikan sesuai dengan kebutuhan. Pada perancangan ini port yang akan digunakan yaitu

port A, port B dan port D. konfigurasi port yang akan digunakan ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1. Konfigurasi Mikrokontroler ATMega8535

Port Fungsi

Port A.0 Output dari Sensor pH Vernier BTA

Port A.2 s/d Port A.3 Limit Switch Atas dan limit Switch Bawah

Port A4 LED

Port B.0 s/d Port B7 Output LCD character

Port D.2 s/d Port D.7 Driver Motor DC


29

Gambar 3.8. Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega8535

3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor pH meter

Sensor pH yang digunakan adalah sensor Vernier PH-BTA. Sensor ini mampu

membaca nilai pH dari 0 – 14 dimana saat pH bernilai 7 maka sensor akan menghasilkan

tegangan keluaran sebesar 1,75 Volt. Sensor ini memiliki kriteria dimana setiap penurunan

hasil pengukuran pH maka akan terjadi peningkatan nilai tegangan keluaran sebesar 0,25

Volt/pH dan setiap peningkatan hasil pengukuran pH maka akan terjadi penurunan tegangan

keluaran sebesar 0,25 Volt/pH. Sehingga tegangan keluaran minimum yang dapat dihasilkan

yaitu 0 Volt saat pH bernilai 14 sedangkan tegangan keluaran maksimum yang dapat

dihasilkan yaitu 3,5 Volt saat pH bernilai 0. Hasil output sensor kemudian akan diolah oleh

mikrokontroler yang kemudian nilainya akan ditampilkan pada layar LCD.


30

Gambar 3.9. Rangkaian Sensor pH meter

Sensor vernier PH-BTA memiliki 6 konfigurasi pin, pada perancangan pin yang

digunakan hanya 3 pin yaitu pin 2 terhubung ground, pin 5 terhubung power (0-5V), dan pin 6

sebagai output sensor yang akan terhubung dengan mikrokontroler ATMega8535. Rangkaian

sensor pH meter ditunjukan pada Gambar 3.9.

3.2.5. Perancangan Driver Motor

Driver motor merupakan rangkaian yang berfungsi untuk meningkatkan arus keluaran

mikrokontroler ke motor dc. Motor dc yang akan dikendalikan oleh mikrokontroler

memerlukan arus sebesar 1A sedangkan mikrokontroler hanya memiliki arus keluaran yang

kecil, sehingga diperlukan driver motor untuk menguatkan arus. Rangkaian driver motor yang

dirancang seperti pada Gambar 3.10.

Pada perancangan driver motor ini digunakan IC L298 sebagai IC driver. IC ini

mampu menguatkan arus sampai 4A. Masukan dari IC L298 merupakan keluaran dari

mikrokontroler dengan InA1 dan InA2 merupakan masukan untuk motor penggerak katrol

penarik kotak wadah air. Untuk masukan ENA dan ENB merupakan masukan untuk mengatur

kecepatan motor. Kecepatan motor akan ditentukan dengan jumlah pulsa yang diberikan atau

PWM. Dioda yang digunakan ialah dioda dengan tipe 1N4001 sesuai dengan datasheet L298.

5V

sensor pH

output sensor

GND


31

Gambar 3.10. Rangkaian Driver Motor

3.2.6. Perancangan Rangkaian Elektrolisis

Elektrolisis terjadi ketika arus listrik DC dialirkan melalui senyawa ionik dan senyawa

tersebut mengalami reaksi kimia. Aliran arus DC ini yang merubah kandungan kadar

keasaman dalam air sehingga air dapat bersifat asam ataupun basa. Pada perancangan

rangkaian elektrolisis ini digunakan rangkaian yang sama dengan rangkaian driver motor. Hal

ini dikarenakan IC L298 yang digunakan mempunyai dua buah rangkaian H-bridge di

dalamnya sehingga IC ini dapat menghasilkan dua buah keluaran. Keluaran arus masing –

masing dari IC ini adalah 2 A. Keluaran pertama digunakan untuk motor DC sedangkan

keluaran yang kedua digunakan untuk menjalankan proses elektrolisis. Gambar rangkainnya


3.2.7. Perancangan Limit Switch

Limit switch pada perancangan ini digunakan sebagai batas gerakan naik – turunnya

motor pembersih sensor. Berdasarkan persamaan 2.10. nilai resistor yang digunakan dalam

perancangan dapat dihitung sebagai berikut :


32

Vcc = 5 Volt

Voperate = 2.75 Volt

Iactive = 1.1 mA

R =

=( . ).

R = 2,045 KΩ

Gambar 3.11. Rangkaian Limit Switch

Nilai resistor ( R ) yang didapatkan adalah sebesar 2,045 KΩ tidak dijual di pasaran,

maka digunakan resistor 2,200 KΩ sebagai gantinya. Gambar rangkain limit switch yang akan

dirancang ditunjukkan Gambar 3.11.

3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya

Pada perancangan ini catu daya yang digunakan memiliki tegangan sebesar +5 volt dan

+12 volt yang berfungsi untuk menyuplai seluruh tegangan yang dibutuhkan sistem.

Rangkaian catu daya memperoleh sumber tegangan dari jala-jala listrik PLN, dimana jala-jala

listrik PLN menghasilkan tegangan AC 220 volt. Tegangan 220 volt ini harus diturukan

terlebih dahulu melalui trafo 1 A, dimana penurunan tegangan akan menjadi sekitar 15 volt.


33

Tegangan AC tersebut kemudian disearahkan menggunakan dioda bridge sehingga

menghasilkan gelombang penuh.

IC regulator diperlukan untuk menhasilkan tegangan keluaran sebesar +5 volt dan +12

volt. IC regulator yang digunakan adalah IC LM7805 dan LM7812. Rangkaian catu daya yang

digunakan dapat dilihat pada Gambar 3.12.

Nilai kapasitor C1 dapat dihitung dengan menggunakan persamaan 2.6, dengan nilai

sebesar 1 A berdasarkan total arus dalam perancangan dan frekuensi 50 Hz. Nilai ( )dihitung menggunakan persamaan 2.7, ( − ) dihitung mengggunakan persamaan 2.8, dan

dihitung menggunakan persamaan 2.9. Berikut ini perhitungan yang dilakukan untuk

mencari nilai kapasitor C1.

a. LM7812= √2 − 1,4= 15√2 − 1,4= 19,81( − ) = −( − ) = 19,81 − 14,6( − ) = 5,21( ) = ( )√( ) = ,√( ) = 1,504= √ ∗ ∗ ( )= √ ∗ ∗ ,= 1919 μ

Nilai kapasitor C1 yang didapatkan sebesar 1919 µF tidak dijual di pasaran, maka

digunakan kapasitor 2200 µF.


34

b. LM7805= √2 − 1,4= 15√2 − 1,4= 19,81( − ) = −( − ) = 19,81 − 7,3( − ) = 12,51( ) = ( )√( ) = ,√( ) = 3,611= √ ∗ ∗ ( )= √ ∗ ∗ ,= 799 μ

Nilai kapasitor C2 yang didapatkan sebesar 799 μF tidak dijual di pasaran, maka

digunakan kapasitor 1000μF. Nilai kapasitor C1 dan C2 merupakan nilai kapasitor minimum

yang dibutuhkan oleh rangkaian regulator yang akan dirancang, sehingga digunakan kapasitor

yang lebih besar. Hal ini disebabkan semakin besar nilai kapasitor yang digunakan maka nilai

tegangan ripple yang dihasilkan akan semakin kecil.

Gambar 3.12. Rangkaian Catu Daya


35

3.3. Perancangan Software

Pada perancangan software ini dibuat flowchart terlebih dahulu yang bertujuan untuk

mempermudah dalam pembuatan listing program yang akan digunakan. Seperti yang

ditunjukan pada Gambar 3.13 saat sistem mulai dijalankan, motor akan berputar clock wise

untuk menggerakan kotak wadah air ke atas sampai kotak mengenai limit switch atas dan

motor akan berhenti. Setelah wadah berhenti pada batas yang ditentukan maka akan dilakukan

proses pengukuran nilai pH. Nilai hasil pengukuran sensor pH diolah oleh mikrokontroler

melalui channel ADC. ADC akan mengolah keluaran dari sensor pH yang berupa tegangan

input analog yang kemudian akan dikonversikan menjadi nilai pH. Nilai pH yang sudah

dikonversi oleh ADC akan dikirim dan ditampilkan pada LCD. Jika hasil yang didapat sudah

mencapai batas pH yang diinginkan yaitu 8 – 8,5 maka proses akan selesai dan hasilnya akan

ditampilkan pada LCD. Jika belum mencapai batas pH, maka motor akan berputar counter

clock wise dan membawa wadah air turun kebawah sampai mengenai limit switch bawah dan

motor akan berhenti kurang lebih lima menit dan kemudian akan mengulang proses sampai

mencapai nilai pH antara 8 – 8,5. Saat nilai pH sudah mencapai batas antara 8 – 8,5 maka

proses elektrolisis akan berhenti dan LED akan menyala sebagai tanda jika nilai pH sudah

tercapai.

3.4. Perhitungan Nilai ADC

Sensor pH yang digunakan adalah sensor Vernier PH-BTA. Sensor ini mampu

membaca nilai pH dari 0 – 14 dimana saat pH bernilai 7 maka sensor akan menghasilkan

tegangan keluaran sebesar 1,75 Volt. Sensor ini memiliki kriteria dimana setiap penurunan

hasil pengukuran pH maka akan terjadi peningkatan nilai tegangan keluaran sebesar 0,25

Volt/pH dan setiap peningkatan hasil pengukuran pH maka akan terjadi penurunan tegangan

keluaran sebesar 0,25 Volt/pH. Sehingga tegangan keluaran minimum yang dapat dihasilkan

yaitu 0 Volt saat pH bernilai 14 sedangkan tegangan keluaran maksimum yang dapat

dihasilkan yaitu 3,5 Volt saat pH bernilai 0. Berdasarkan pada tegangan keluaran yang

dihasilkan oleh sensor yaitu dari 0 – 3,5 Volt, maka pada perancangan ini diperlukan

rangkaian non inverting dengan gain , agar tegangan keluaran sensor mendekati 5 Volt.


36

Gambar 3.14. menunjukkan grafik hubungan antara tegangan keluaran sensor pH dengan nilai

pH.

Gambar 3.14. Grafik Hubungan Antara Vout Sensor pH Dengan Nilai pH

Tegangan keluaran sensor akan diolah oleh mikrokontroler melalui kanal ADC. Pada

perancangan ini digunakan mikrokontroler ATMega8535 yang mempunyai 8 kanal ADC yang

terletak pada port A.0 sampai port A.7. ADC pada perancangan ini menggunakan tegangan

masukan sebesar +5 volt yang diambil dari pin AVCC dan tegangan referensi +5 volt yang

diambil dari pin AREF.

Resolusi yang digunakan pada perancangan ini adalah 10 bit. Perhitungan nilai ADC

untuk perancangan ini menggunakan persamaan 2.4. Tegangan masukan dari sensor sebesar

5v (untuk nilai pH = 0), 2,5v (untuk nilai pH = 7), 0v (untuk nilai pH = 14), dan tegangan

referensi sebesar 5v. Nilai ADC yang dihasilkan dapat ditentukan dengan perhitungan berikut:

Nilai ADC (pH = 0) = x 1024

= x 1024

= 1024

0

1

2

3

4

5

6

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Vout

Sen

sor p

H

Nilai pH


37

Gambar 3.13. Flowchart Progarm

T

Mulai

Inisialisasi portmikrokontroleratmega 8535

Elektrolisis ON

Motor clock wise

Limit switchatas ON?

Motor behenti

Sensor melakukan pengukuran nilai pH

Tampilkan nilai pH di LCD

Apakah8≤ pH ≤8,5

Motor counter clock wise

Limit switchbawah ON?

Motor berhenti

delay 5 menit

LED menyala SelesaiY

Y

Y

T

T

Elektrolisis OFF


38

Nilai ADC (pH = 7) = x 1024

=,

x 1024

= 512

Nilai ADC (pH = 14) = x 1024

= x 1024

= 0

Dari perhitungan nilai ADC masing – masing nilai pH didapatkan grafik hubungan

antara nilai Vout sensor pH dengan nilai ADC yang dihasilkan oleh mikrokontroler yang

ditunjukan dengan grafik pada Gambar 3.15.

Gambar 3.15. Grafik Hubungan Antara Vout sensor pH Dengan Nilai ADC

Perhitungan tegangan ( ) dengan resolusi 10 bit pada perancangan ini mengacu pada

persamaan 2.5. Jika nilai ADC sebesar 1024 dan tegangan referensi 5v, maka tegangan ( )

yang didapat adalah sebagai berikut:

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5 6

Nila

i ADC

Vout Sensor pH


39

= x Vref

= x 5

= 5 v

Nilai digital di atas yang akan diolah oleh mikrokontroler. Nilai tegangan ( ) inilah

yang akan dihitung untuk mendapatkan nilai pH yang sudah ditentukan yaitu pada saat = 5

volt maka nilai pH = 0. Dari perhitungan nilai tegangan ( ) akan didapatkan grafik hubungan

antara nilai ADC dengan nilai pH terukur seperti pada Gambar 3.16.

Gambar 3.16. Grafik Hubungan Antara Nilai ADC Dengan Nilai pH

Dari grafik hubungan antara nilai ADC dengan nilai pH didapatkan persamaan yang

akan digunakan untuk perhitungan nilai pH dalam perancangan sebagai berikut:

Nilai pH = -0.013671875(nilai ADC) + 14 (3.1)

y = -0.013671875x + 14

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 200 400 600 800 1000 1200

Nila

i pH

Nilai ADC


40

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi tentang pembahasan yang meliputi pembahasan tentang hardware yang

telah dibuat, hasil pengujian rangkaian yang dibuat berdasarkan perancangan hasil

pengambilan data beserta pembahasan tentang data yang sudah diperoleh dan pembahasan

tentang software yang telah dibuat.

4.1. Gambar Fisik Hardware

4.1.1. Kotak Sistem

Kotak sistem yang dibuat sedikit berbeda dengan hasil perancangan yang dibuat seperti

pada Gambar 3.2. Hal ini dikarenakan kotak sistem yang dibuat belum memperhitungkan

besar komponen elektronik, letak dan posisi komponen. Sehingga kotak sistem ini dibuat lebih

besar dari perancangan dan mendapat tambahan tombol reset serta LED indikator pada bagian

atas.

Gambar 4.1. Kotak Sistem Tampak Atas


41

Gambar 4.2. Kotak Sistem Tampak Samping

Gambar 4.3. Kotak Sistem Tampak Depan

Tabel 4.1. Keterangan Gambar Kotak Sistem

No. Keterangan

1 LED Indikator

2 LCD

3 Tombol Reset

4 Port AC

5 Saklar On/Off

6 Port Motor DC

7 Port Elektrolisis

8 Sensor pH


42

4.1.2. Wadah Air

Perancangan wadah air yang dibuat seperti pada Gambar 3.4. tidak jauh berbeda

dengan hasil yang dibuat seperti pada Gambar 4.4. Pada wadah air yang dibuat diberikan

tambahan keran air pada pipa yang menghubungkan kedua wadah air. Keran air ini berfungsi

untuk membuka atau menutup aliran air pada kedua wadah karena saat air alkali sudah

dihasilkan, kadar keasaman pada masing-masing wadah air akan berbeda. Keran air ini dibuka

saat akan membuat air alkali dan ditutup saat air alkalinya sudah jadi.

Gambar 4.4. Wadah Air

Tabel 4.2. Keterangan Gambar Wadah Air

No. Keterangan

1 Keran Air

2 Wadah Air 1(Tempat Air Alkali)

3 Keran Penghubung

4 Wadah Air 2

5 Stainless Steel(Kutub Negatif)

6 Stainless Steel(Kutub Positif)


43

4.1.3. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman

Perancangan kotak mekanik pengukuran kadar keasaman dibuat sedikit berbeda

dengan Gambar 3.5. Hal ini dikarenakan belum memperitungkan wadah air yang akan

digunakan, sehingga pada pembuatan kotak mekanik pengukuran kadar keasaman diberikan

tambahan kotak yang digunakan untuk menyangga motor DC dan sensor pH seperti yang


Gambar 4.5. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman

Tabel 4.3. Keterangan Gambar Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman

No. Keterangan

1 Wadah Air

2 Kotak Penyanggah Sensor

3 Sensor pH Vernier

4 Motor DC


44

4.2. Pengujian Sistem Alat

Pengujian sistem yang dilakukan yaitu pengujian sensor dengan sample tertentu.

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah sensor sudah bekerja dengan baik atau

belum. Data hasil pengujian sensor pH yang dirancang akan dibandingkan dengan sensor yang

sudah ada di pasaran. Hal ini bertujuan untuk mengetahui error yang dihasilkan alat yang

sudah dirancang. Perhitungan error yang terjadi diperoleh dengan menggunakan persamaan

berikut:

Error ( % ) = 100 % (4.1)

4.2.1. Pengujian Alat Hasil Perancangan dengan Sampel Tertentu

Pengujian alat hasil perancangan dilakukan dengan menggunakan sampel tertentu,

sampel yang digunakan meliputi air minum kemasan aqua, air tanah, dan larutan buffer

dengan kadar keasaman 4 dan 6,86. Pengukuran sampel dilakukan dengan menggunakan alat

hasil perancangan dengan arus sebesar 1.24 A dan dan tegangan 15.6 V, kemudian hasil dari

nilai pH terukur akan dibandingkan dengan pengukuran dari alat pH meter referensi yaitu

sensor HANNA. Dari kedua alat tersebut akan didapatkan perbedaan hasil pengukuran nilai

pH. Dari perbedaan nilai hasil pengukuran antara kedua alat kemudian akan dicari nilai error

dari percobaan pengukuran sampel yang dilakukan. Perhitungan nilai error yang didapatkan

dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1.

Tabel 4.4. Hasil Pengujian Sampel

No. larutanNilai pH Terukur

Error (%)Alat Referensi Rata-rata Alat Perancangan Rata-rata

1 Buffer pH 4 4 4 4 4 4.4 4.4 4.4 4.4 102 Buffer pH 6.86 6.8 6.8 6.8 6.8 7.2 7.2 7.2 7.2 5.882353 Air Aqua 7.1 7.1 7.1 7.1 7.2 7.3 7.3 7.26667 2.347424 Air Isi Ulang 6.9 6.9 6.9 6.9 7.1 7.2 7.3 7.2 4.347835 Air Tanah 6.5 6.5 6.5 6.5 7 6.9 6.9 6.93333 6.66667

Rata-Rata Error(%) 5.84885


45

4.2.2. Pengujian Alat Hasil Perancangan

Pengukuran air sampel yang diproses dilakukan menggunakan alat yang dirancang dan

dibandingkan dengan pengukuran dari alat pH meter referensi yaitu sensor HANNA.

Perhitungan nilai error yang didapatkan dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1.

Tabel 4.5. Hasil Pengujian Air Aqua

No Waktu(Jam)Nilai pH Terukur

Error(%)Alat Referensi Alat Perancangan

1 0 6.8 7.14 52 1 6.9 7.23 4.782613 2 6.9 7.31 5.942034 3 7.1 7.48 5.352115 4 7.3 7.61 4.246586 5 7.3 7.63 4.520557 6 7.4 7.67 3.648658 7 7.6 7.78 2.368429 8 7.8 7.91 1.41026

10 9 7.8 7.94 1.7948711 10 7.8 7.95 1.9230812 11 7.8 8.13 4.23077

Rata-rata Error(%) 3.76833

Tabel 4.6. Hasil Pengujian Air Isi Ulang

No Waktu(Jam)Nilai pH Terukur

Error(%)Alat Referensi Alat Perancangan

1 0 6.8 7.08 4.117652 1 6.8 7.16 5.294123 2 6.9 7.23 4.782614 3 7 7.41 5.857145 4 7.2 7.57 5.138896 5 7.3 7.62 4.383567 6 7.3 7.73 5.890418 7 7.5 7.75 3.333339 8 7.7 7.86 2.07792

10 9 7.7 7.94 3.1168811 10 7.8 7.97 2.1794912 11 7.8 8.04 3.07692



46

Dari hasil pengujian sampel, alat yang dbuat sudah dapat bekerja dengan baik dan

dapat menghasilkan air alkali dengan kadar keasaman 8.13 untuk air aqua dan 8.04 untuk air

isi ulang dengan waktu 11 jam. Meskipun pada pengujian menggunakan alat referensi air

alkali baru mencapai kadar keasaman 7.8, sehingga jika diinginkan air alkali yang sesuai

dengan alat referensi diperlukan waktu elektrolisis yang lebih lama. Dari hasil tersebut juga

masih terdapat error atau perbedaan dalam pengukuran dengan rata-rata error 3.76% pada air

aqua dan 4.1% pada air isi ulang. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor seperti penetralan

sensor, jarak waktu antar pengukuran, dan suhu air.

Proses penetralan sensor sangat berpengaruh pada proses pengukuran karena setelah

sensor melakukan pengukuran cairan dari sampel yang diukur masih tetap menempel pada

probe sensor sehingga jika sensor tidak disterilkan terlebih dahulu akan berpengaruh pada

pengukuran kadar keasaman terutama pada kadar keasaman yang memiliki rentang yang

cukup jauh.

Jarak waktu antar pengukuran sampel dan suhu juga dapat mempengaruhi. Jarak waktu

yang dimaksud adalah jarak waktu pengukuran pertama dengan kedua dan seterusnya. Karena

setelah melakukan pengukuran sensor hanya didiamkan saja sehingga dapat memungkinkan

suhu pada probe berubah sehingga mempengaruhi pengukuran selanjutnya.

4.3. Pengujian Hardware

4.3.1. Pengujian Sistem Mikrokontroler

Pengujian rangkaian sistem mikrokontroler ini dilakukan untuk mengetahui

mikrikontroler sudah bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan membuat

program untuk menampilkan tulisan pada LCD character dan men-download program

tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega 8535. PORTB digunakan sebagai output untuk

menampilkan tulisan pada LCD character. Tulisan yang akan ditampilkan pada LCD

character yaitu “ALAT UKUR KADAR KEASAMAN”. Program yang dituliskan pada

software dengan bahasa C yaitu seperti yang ditunjukan pada Gambar 4.7. berikut:


47

Gambar 4.6. Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Mikrokontroler

#include <mega8535.h>#include <delay.h>#include <alcd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <math.h>char buf[16];// Alphanumeric LCD Module functionsvoid main(void)// Declare your local variables here// RS – PORTB Bit 0// RD – PORTB Bit 1// EN – PORTB Bit 2// D4 – PORTB Bit 4// D5 – PORTB Bit 5// D6 – PORTB Bit 6// D7 – PORTB Bit 7// Characters/line: 16lcd_init(16);lcd_gotoxy(0,0);lcd_putsf(“ALAT UKUR”);lcd_gotoxy(0,1);lcd_putsf(“KADAR KEASAMAN”);delay_ms (2000);while (1)// Place your code here

Gambar 4.7. Program Pengujian Sistem Mikrokontroler


48

Berdasarkan Gambar 4.6 terlihat bahwa rangkaian sistem mikrokontroler dapat bekerja

dengan baik, karena rangkaian ini dapat menampilkan tulisan pada LCD character sesuai

dengan yang dituliskan pada program.

4.3.2. Pengujian Catu Daya

Pengujian catu daya dilakukan untuk mengetahui tegangan yang dihasilkan dan

rangkaian pada alat hasil perancangan apakah sudah bekerja dengan baik atau belum. Proses

pengujian rangkaian catu daya pada alat hasil perancangan dilakukan dengan cara mengukur

tegangan keluaran pada pin output dari IC 7805 dan 7812, dimana nantinya tegangan yang

terukur dibandingkan dengan nilai tegangan dari datasheet yang sudah ada. Tabel 4.5

menunjukan hasil pengujian catu daya yang sudah dibuat.

Tabel 4.7. Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya

Titik Uji Datasheet Data Pengamatan

LM7805 4.8V – 5.2V 5.01V

LM7812 11.5V – 12.5V 12.26 V

Dari Tabel 4.5 terlihat bahwa rangkaian catu daya yang dibuat dari perancangan

sebelumnya dapat bekerja dengan baik, hal ini terlihat dari tegangan output pada pin IC masih

berada dalam rentang nilai tegangan keluaran yang berdasarkan pada datasheet.

4.4. Pengujian ADC

Pengujian ADC dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui apakah tegangan keluaran

sensor yang dikonversi oleh ADC mikrokontroler sudah sesuai atau belum. Pengujian ADC

dilakukan dengan menggunakan program konversi nilai tegangan analog menjadi data digital,

dimana hasil konversinya akan ditampilkan pada LCD character. Nilai tegangan analog yang

diperoleh berasal dari potensiometer 50 KΩ yang diukur menggunakan multimeter digital dan

dihubungkan ke mikrokontroler channel ADC (PORTA.0).

Program yang dituliskan pada software adalah seperti Gambar 4.8. sebagai berikut:


49

#include <mega8535.h>

#include <delay.h>

// Alphanumeric LCD Module functions

#include <alcd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

char buf[16];

float sensor, tegangan;

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

// Read the AD conversion result

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage

delay_us(10);

// Start the AD conversion

ADCSRA|=0x40;

// Wait for the AD conversion to complete

while ((ADCSRA & 0x10)==0);

ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

void main(void)

lcd_init(16);

sensor=read_adc(0);

tegangan=(sensor*4.18/1023);

lcd_gotoxy(0,0);

Gambar 4.8. Program Pengujian ADC


50

lcd_putsf("Tegangan=");

ftoa(tegangan,3,buf);

lcd_puts(buf);

lcd_putsf("V");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("ADC=");

ftoa(sensor,1,buf);

lcd_puts(buf);

delay_ms (2000);

while (1)

Gambar 4.8. (Lanjutan) Program Pengujian ADC

Kemudian hasil konversi tegangan dibandingkan dengan nilai pada multimeter

sedangkan, nilai ADC dibandingkan dengan perhitungan teori. Perhitungan nilai ADC secara

teori menggunakan persamaan 2.5 dengan tegangan referensi sebesar 4,18 V. Nilai error

tegangan dan nilai error pada nilai ADC dihitung dengan menggunakan persamaan 4.1. Hasil

pengujian ADC ditunjukan pada Tabel 4.1.

= | | × 100% (4.1)

Gambar 4.9. Pengujian Tegangan ADC


51

Table 4.8. Hasil Pengujian Tegangan ADC

No. Tegangan Multimeter (V) Tegangan LCD (V) Error (%)

1 0.5 0.49 2.04

2 1.04 1.05 0.952

3 1.51 1.52 0.657

4 2.07 2.06 0.485

5 2.51 2.53 0.79

6 3.02 3.04 0.657

7 3.56 3.58 0.558

8 4 4.03 0.744


Tabel 4.9. Hasil Pengujian Nilai ADC

No. Tegangan Multimeter (V) Hasil Konversi Error (%)

Digital LCD Konversi Multimeter

1 0.5 122 123 1.58

2 1.04 259 257 0.44

3 1.51 376 374 0.42

4 2.07 510 513 0.63

5 2.51 626 622 0.58

6 3.02 752 748 0.42

7 3.56 887 882 0.49

8 4 997 991 0.52



52

4.5. Pengujian Software

4.5.1. Pengujian Kadar Keasaman Air

Listing program pengujian kadar keasaman air berisi program untuk menampilkan

kadar keasaman air yang diukur oleh sensor pH yang ditampilkan pada layar LCD sehingga

dapat dibaca oleh user. Listing program ditunjukan seperti Gambar 4.10. berikut :


#include <delay.h>


#include <alcd.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

char buf[16];

float sensor, v1;






delay_us(10);


ADCSRA|=0x40;



ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

Gambar 4.10. Program Pengujian Kadar Keasaman Air


53

void main(void)

lcd_init(16);

sensor=read_adc(0);

v1=14+(-0.01616628176*sensor);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("PH=");

ftoa(v1,2,buf);

lcd_puts(buf);

while (1)

Gambar 4.10. (Lanjutan) Program Pengujian Kadar Keasaman Air

Proses pengujian kadar keasaman air yaitu dengan cara user mencelupkan sensor pH

yang dirancang kedalam sampel air yang akan diukur. Output sensor pH yang dirancang

terhubung dengan port A.0 yang berfungsi untuk memproses ADC. Saat melakukan

pengukuran, sensor akan membaca tegangan analog pada sampel air, kemudian outputnya

akan diproses didalam mikrokontroler melalui port A.0. Output sensor tersebut kemudian akan

digunakan untuk perhitungan nilai pH yang kemudian akan ditampilkan pada layar LCD.

4.5.2. Pengujian Sistem

Listing program pengujian sistem berisi program sistem secara keseluruhan meliputi

proses elektrolisis, pengukuran kadar keasaman dan motor DC. Listing program sistem

ditunjukan seperti Gambar 4.11. berikut :


54


#include <delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

char buf[16];

int i ;

float sensor, v1;


#include <alcd.h>






delay_us(10);


ADCSRA|=0x40;



ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("ALAT UKUR");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("KADAR KEASAMAN");

delay_ms(500);

Gambar 4.11. Program Sistem


55

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("FERDINANDUS W");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("105114021");

delay_ms(500);

lcd_clear();

do

PORTD.2=1;

PORTD.3=0;

OCR1B=255;

i=0;

while(i<12)

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

delay_ms(850);

i++;

PORTD.0=1;

PORTD.1=0;

OCR1A=203;

delay_ms(190);

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

delay_ms(1000);

Gambar 4.11. (Lanjutan) Program Sistem


56

sensor=read_adc(0);

v1=14+(-0.01616628176*sensor);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("PH=");

ftoa(v1,2,buf);

lcd_puts(buf);

lcd_gotoxy(0,1);

delay_ms(400);

PORTD.0=0;

PORTD.1=1;

OCR1A=194;

delay_ms(180);

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

//lcd_clear();

while(v1<8);

PORTD.2=0;

PORTD.3=0;

OCR1B=0;

delay_ms(500);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Air Alkali");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Sudah Jadi");



57

PORTA.2=0xff;

while (1)

// Place your code here


Program sistem ini merupakan proses keseluruhan dari alat yang dirancang untuk

memproses air menjadi air alkali. Pada saat alat dinyalakan, alat akan menampilkan tampilan

awal sesuai yang ada didalam program seperti yang ditampilkan pada Gambar 4.12.

Gambar 4.12. Tampilan Awal pada LCD

Gambar 4.13. Tampilan LCD Saat Proses Elektrolisis


58

Gambar 4.14. Tampilan LCD Saat Air Alkali Jadi

Kemudian proses elektrolisis akan berjalan sampai air menjadi air alkali. Selama

proses elektrolisis tersebut sensor pH akan terus melakukan pengukuran kadar keasamannya

dengan interval waktu sekitar dua menit. Interval waktu yang dua menit ini digunakan sebagai

pengganti limit switch yang akan diletakan di dalam air dan di atas air, karena air teraliri

listrik dc sehingga untuk mencengah error maka limit switc digantikan dengan fungsi delay

pada mikrokontroler. Pada saat delay sudah mencapai dua menit, motor dc akan menggerakan

wadah kecil yang berisi air yang akan mendekati sensor yang kemudian sensor akan membaca

tegangan analognya. Output analog dari sensor diproses di mikrokontroler melalui port A.0

yang kemudian akan diproses menggunakan fasilitas ADC. Hasil ADC yang didapat kemudian

akan dihitung menggunakan perhitungan yang sudah didapat yang kemudian hasil dari kadar

keasaman akan ditampilkan pada LCD. Jika hasil kadar keasaman yang didapatkan sudah

bernilai 8 atau lebih maka proses akan selesai dan LED akan menyala sebagai tanda air alkali

sudah jadi. Jika hasil kadar keasaman yang didapatkan masih kurang dari 8 maka proses akan

terus berulang hingga mencapai 8 atau lebih.

4.6. Pengujian ORP

Pengujian ORP(Oxidation Reduction Potential) bertujuan untuk mengetahui tingkat

oksidasi pada air alkali yang dihasilkan dari alat yang dirancang sudah mencapai standar

minimum air minum atau belum. Penulis tidak jadi mengukur kandungan ORP pada air alkali

yang dihasilkan dikarenakan tidak memiliki alat ukur untuk menguji kandungan ORP,

sehingga pengujian ORP ini dihilangkan pada penulisana ini.


59

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan dan pengujian yang diperoleh dari hasil penelitian sistem

pengendalian pH pada pembuatan air alkali, maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Alat ukur kadar keasaman sudah dapat bekerja dengan baik dalam melakukan

pengukuran berbagai sampel.

2. Alat yang dibuat sudah mampu menghasilkan air alkali dengan kadar keasaman

dengan rentang 8.04 – 8.13 meskipun jika diukur dengan pH meter referensi masih

bernilai 7.8.

3. Pembuatan air alkali menggunakan proses elektrolisis membutuhkan waktu yang

cukup lama, lebih dari 11 jam.

4. Air alkali yang dihasilkan dari air aqua yang diuji memiliki kadar keasaman yang

lebih besar dibanding yang dihasilkan air isi ulang yang diuji yaitu 8.13 untuk air

aqua dan 8.04 untuk air isi ulang.

5.2. Saran

Alat pengendalian ph pada pembuatan air alkali ini masih terdapat banyak kekurangan,

sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Saran bagi pengembangan alat ukur ini selanjutnya

meliputi :

1. Alat ukur kadar keasaman sebaiknya disterilkan dahulu menggunakan aquades

sebelum dan sesudah melakukan pengukuran supaya tidak terjadi kesalahan dalam

pengukuran.

2. Jarak waktu pengukuran kadar keasaman pertama dan selanjutnya dipersingkat

agar tidak terjadi perubahan suhu pada probe sensor.


60

DAFTAR PUSTAKA[1.] http://www.kolomsehat.com/arti-penting-dan-manfaat-air-bagi-kesehatan-tubuh/

diakses 22 September 2014

[2.] http://www.kolomsehat.com/tubuh-mengandung-banyak-asam-mengundang-penyakit/


[3] http://jurnal.umrah.ac.id/?p=2843, diakses 22 September 2014

[4] eprints.undip.ac.id/25588/1/ML2F098642.pdf, diakses 22 September 2014

[5] http://www.airalkali.net/p/generator-air-alkali.html, diakses 9 Januari 2015

[6] Bayu, Ratna, Rancang Bangun Model Mekanik Alat Untuk Mengukur Kadar Keasaman

Susu Cair, Sari Buah, dan Soft Drink. http://repo.eepis-its.edu/290/ diakses 26 September

2014

[7] http://www.collective-evolution.com/2011/12/20/the-cancer-myth-part-2/ph-scale/


[8] http://juwilda.wordpress.com/2010/10/15/ph-dan-kadar-o2-pada-air-minum-isi-ulang-

dan-air-minum-kemasan/, diakses 9 Januari 2015

[9] http://blh.jogjaprov.go.id/data-kualitas-air-sumur/, diakses 18 Februari 2015

[10] Achmad Suyuty, Studi Eksperimen Konfigurasi Sel Elektrolisis untuk Memaksimalkan

pH larutan dan Gas Hasil Elektrolisis Dalam Rangka Peningkatan Performa dan Reduksi

- Motor Diesel. http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-15543-

4206100006-Paper diakses 27 September 2014

[11] http://id.wikipedia.org/wiki/Baja_tahan_karat, diakses 3 Februari 2015

[12] http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimia-kesehatan-

materi_kimia/sel-elektrolisa/ diakses 27 September 2014

[13] -----, 2012, Data Sheet pH sensor (pH-BTA), VERNIER

[14] http://www.vernier.com/products/sensors/ph-sensors/ph-bta/, diakses 27 September 2014

[15] http://www.vernier.com/support/sensor-pinouts/, diakses 27 September 2014

[16] Ary, Heryanto., dkk, 2008, Pemrograman Bahasa C Untuk Mikrokontroler

ATMega8535, Yogyakarta: Andi

[17] http://www.immersa-lab.com/pengenalan-mikrokontroler.htm 16 Oktober 2014

[18] Winoto, Ardi, 2008, Mikrokontroler AVR Atmega8/32/16/8535 dan pemrograman

dengan Bahasa C pada WinAVR, Bandung : Informatika.


61

[19] http://winavr.scienceprog.com/atmel-avr-microcontrollers/analog-to-digital-conversion-

in-avr.html diakses 16 Oktober 2014

[20] http://www.gravitech.us/16chbllcdwib.html diakses 18 Oktober 2014

[21] -----, 2002, Data Sheet 16 x 2 LCD Character, Vishay

[22] Boylestad Robert, Louis Nashelsky, 1996, Electronic Devices and Circuit Theory sixth

edition, New Jersey : Prentice Hall

[23] -----, 2006, LM78XX / LM78XXA 3-Terminal 1 A Positive Voltage Regulator, Fairchild

Semiconductor

[24] -----, 2009, Data Sheet Low Power RS-485/RS-422 transceiver, STMicroelectronics

[25] http://www.meriwardanaku.com/2011/11/prinsip-kerja-motor-arus-searah-dc.html,

diakses 4 November 2014

[26] http://dosen.narotama.ac.id/wp-content/uploads/2012/01/Sejarah-Robot.pdf,


[27] http://elektronika-dasar.web.id/komponen/limit-switch-dan-saklar-push-on/,


[28] Nanda Rezki, Rancang Bangun Prototipe Pengurang Bahaya Gas Polutan DalamRuangan Dengan Merode Elektrolisis Berbasis Mikrokontroler,repository.unand.ac.id/18794/1/JURNAL.pdf, diakses 16 Januari 2015


L1

LAMPIRAN A

Rangkaian Keseluruhan Perancangan Sistem


L2

LAMPIRAN B

Listing Program Sistem


#include <delay.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

char buf[16];

int i ;

float sensor, v1;


#include <alcd.h>






delay_us(10);


ADCSRA|=0x40;



ADCSRA|=0x10;

return ADCW;

lcd_init(16);

lcd_gotoxy(0,0);


L3

lcd_putsf("ALAT UKUR");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("KADAR KEASAMAN");

delay_ms(500);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("FERDINANDUS W");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("105114021");

delay_ms(500);

lcd_clear();

do

PORTD.2=1;

PORTD.3=0;

OCR1B=255;

i=0;

while(i<12)

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

delay_ms(850);

i++;

PORTD.0=1;

PORTD.1=0;

OCR1A=203;

delay_ms(190);


L4

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

delay_ms(1000);

sensor=read_adc(0);

v1=14+(-0.01616628176*sensor);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("PH=");

ftoa(v1,2,buf);

lcd_puts(buf);

lcd_gotoxy(0,1);

delay_ms(400);

PORTD.0=0;

PORTD.1=1;

OCR1A=194;

delay_ms(180);

PORTD.0=0;

PORTD.1=0;

OCR1A=0;

//lcd_clear();

while(v1<8);

PORTD.2=0;

PORTD.3=0;

OCR1B=0;

delay_ms(500);

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);


L5

lcd_putsf("Air Alkali");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Sudah Jadi");

PORTA.2=0xff;

while (1)

// Place your code here


plagiat merupakan tindakan tidak terpuji - core.ac.uk · sistem pengendalian ph pada pembuatan air...

Documents