Daftar IsiKata Pengantar3BAB I4PENDAHULUAN41.Latar Belakang42.Rumusan Masalah53.Batasan Masalah54.Tujuan dan Manfaat Tugas Akhir5BAB II6TINJAUAN PUSTAKA62.1 Air62.2 Teori Dasar pH72.3Mikrokontroler9 Mikrokontroler ATMega1612 Arsitektur ATMEGA16132.3.1 Konfigurasi PIN ATMEGA16132.3 OP AMP (Operational Amplifier)162.3.1 Karateristik Dasar OP AMP172.5 Sensor pH172.6 LCD (Liquid Crystal Display) M1632 16x2182.7 Bahasa Pemrograman212.7.1Basic Compiler AVR (BASCOM-AVR)222.7.2 Menu Bar BASCOM AVR222.7.3 Toolbar BASCOM AVR232.7.4 Text Editor242.7.5 Compiler252.7.6 Program Simulasi252.7.7 Tipe Data BASCOM262.7.8 Variabel262.7 Flowchart27BAB III29RANCANG BANGUN293.1Tujuan Perancangan293.2Blok Diagram Rangkaian303.3 Alat dan Bahan Yang Digunakan313.4 Perancangan Elektronik323.5 Perancangan Layout dan Tata Letak Komponen353.6 Perancangan Mekanik Alat35 Langkah langkah Pembuatan Alat363.6 Perancangan Software393.6 Cara Kerja Alat40BAB IV41HASIL DAN PEMBAHASAN414.1 Pengukuran414.2 Tujuan Pengukuran414.2.1 Cara Kerja Rangkaian424.2.2 Langkah-Langkah Pengukuran424.3 Pengujian Alat424.4Hasil Pengukuran dan Analisa424.4.1Pengukuran Pada Rangkaian pH Meter424.4.1.2 Analisa Pengukuran Rangkaian pH Meter444.4.2Pengukuran Kadar pH444.4.2.1 Analisa Pengukuran Kadar pH444.5Syntax Program Bascom AVR untuk Pengukuran kadar pH464.5.1Analisa Syntax Progran Pengukuran Kadar pH464.6 Pengujian Sensor pH47BAB V49KESIMPULAN DAN SARAN495.1Kesimpulan495.2Saran49

Kata Pengantar

BAB IPENDAHULUAN1. Latar BelakangDunia komputer mempunyai ikatan yang kuat dengan perkembangan teknologi yang ada. Pesatnya kemajuan dalam dunia komputer adalah bukti dari berkembangnya teknologi. Dengan meningkatnya perkembangan teknologi, maka akan menghadirkan kemudahan-kemudahan bagi kehidupan manusia.Pengukuran tingkat keasaman air (pH) banyak digunakan di laboratorium dan di industri makanan dan minuman pengolahan air, dan lain lain. Baik tidaknya pengukuran ini akan berpengaruh pada kualitas produk yang terbentuk. Oleh sebab itu, pengukuran yang akurat diperlukan untuk menjamin kualitas produk yang sesuai dengan spesifikasi. Dalam dunia industri air minum isi ulang untuk mendapatkan kualitas air minum yang baik, salah satu faktor yang mempunyai peran penting adalah kadar PH. Air dengan kadar pHnya rendah akan terasa asam, sedangkan bila kadar pHnya tinggi maka air akan terasa pahit. Pengukuran kadar pH pada air sangatlah penting, agar diketahui tingkat kadar pH yang dibutuhkan untuk proses produksi air minum isi ulang yang sehat.Pada perancangan tugas akhir ini akan dilakukan perancangan sebuah alat yang dapat mengukur tingkat keasaman pada air (pH) dengan menggunakan pH meter, untuk mengeksekusi pada listing program menggunakan mikrokontroler ATMEGA 16, untuk pengukuran keasaman pada air yang digunakan adalah sensor pH. Pada saat melakukan pengukuran sensor pH mendeteksi pH yang dimasukkan kedalam air, kemudian hasil yang didapat akan diproses oleh mikrokontroler ATMEGA 16 dan selanjutnya hasil dari pengukuran akan di tampilkan pada layar LCD dengan menggunakan Bahasa pemrograman Bascom AVR.Berdasarkan dari penjelasan diatas maka penulis akan membuat penelitian laporan akhir dengan judul RANCANG BANGUN ALAT PENDETEKSI KADAR PH DALAM AIR DENGAN OUTPUT LCD BERBASIS MIKROKONTROLER.2. Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang yang telah disampaikan diatas, maka pada tugas akhir ini akan dijelaskan tentang bagaimana perancangan alat yang dapat digunakan untuk mengukur kadar pH didalam air berbasis mikrokontroler ATMEGA 16 dengan output berupa tampilan pada layar lcd.

3. Batasan MasalahUntuk lebih memudahkan melakukan analisis data dan menghindari pembahasan yang lebih jauh maka penulis membatasi permasalahan sebagai berikut:1. Masalah yang penulis angkat hanya berada dalam ruang lingkup pembahasan mengenai pengukuran kadar pH berbasis mikrokontroler ATMEGA 16 menggunakan LCD untuk tampilan data pengukuran pH.2. Air yang digunakan untuk pengujian alat ini adalah air minum biasa, air yang telah diberi air cuka, air sabun, air sumur, air PDAM, air rawa atau air sungai.

4. Tujuan dan Manfaat Tugas AkhirTujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk merancang sebuah alat ukur yang mampu mengukur kadar pH. Diharapkan nantinya bisa digunakan dalam usaha pengisian air minum isi ulang.Manfaat yang diharapkan dari perancangan alat ini adalah agar dapat diketahui apakah air yang dijual oleh pengusaha air minum isi ulang memiliki kualitas yang sesuai dengan standar kesehatan berdasarkan parameter pH yang telah ditentukan dan sebagai informasi kepada masyarakat bahwa air yang mereka konsumsi telah memenuhi standar yang telah ditentukan.

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Dari penelitian Laporan Akhir sebelumnya yang dibuat pada tahun 2007 oleh Devi Ratnawati tentang Kajian Variasi Kadar Glukosa Dan Derajat Keasaman (Ph) Pada Pembuatan Nata De Citrus Dari Jeruk Asam[1]. Dimana alat yang digunakannya untuk mengukur kadar pH adalah pH meter.Pada tahun 2008. Berdasarkan Laporan Akhir yang dibuat oleh Mahfudz Shidiq dan Panca M Rahardjo tentang Pengukur Suhu dan pH air Tambak terintergrasi dengan Data Logger[2]. Dimana alat yang dibuatnya menggunakan Sensor pH sebagai alat pendeteksi kadar pH.Pada tahun 2011. Berdasarkan Laporan Akhir yang dibuat oleh I Nyoman Sugiarta yang berjudul Analisa pH Air Kondensasi Buangan AC Split Pada Politeknik Negeri Bali[3], dimana untuk mengukur kadar pH dari hasil air sisa kondensasi pada masing-masing AC Split menggunakan pH meter Digital.Untuk membuat alat ini agar dapat beroperasi sebagaimana semestinya, maka terlebih dahulu mempelajari dan mengetahui teori-teori dasar dari peralatan atau komponen yang akan dipergunakan.

2.1 AirAir adalah zat cair yang tidak mempunyai rasa, warna dan bau, yang terdiri dari hidrogen dan oksigen (H2O). Karena air merupakan larutan yang hampir-hampir bersifat universal, maka zat-zat yang paling alamiah maupun buatan manusia hingga tingkat tertentu terlarut didalamnya. Dengan demikian, air mengandung zat-zat terlarut. Zat-zat ini sering disebut pencemar yang terdapat dalam air[4.]Sifat air yang penting dapat digolongkan ke dalam sifat fisis, kimiawi dan biologis. Sifat fisis dari air yaitu didapatkan dalam ketiga wujudnya, yaitu bentuk padat sebagai es, bentuk cair sebagai air dan bentuk gas sebagai uap air. Bentuk mana yang akan didapatkan, tergantung cuaca yang ada setempat.Sifat kimia dari air yaitu mempunyai pH=7. Air merupakan pelarut yang universal, hampir semua jenis zat dapat terlarut dalam air. Air juga merupakan cairan biologis, yakni bisa didapatkan di dalam tubuh semua organisme.Sifat biologis dari air yaitu didalam perairan selalu didapatkan kehidupan, yaitu flora dan fauna yang ada didalamnya. Benda hidup ini berpengaruh timbal balik terhadap kualitas air.

2.2 Teori Dasar pHpH atau derajat keasaman digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimilik oleh suatu zat, larutan atau benda. pH normal memiliki nilai 7 sementara bila nilai pH > 7 menunjukan zat tersebut memiliki sifat basa sedangkan jika nilai pH < 7 menunjukkan keasaman. pH 0 menunjukkan derajat keasaman yang tinggi, dan pH 14 menunjukkan derajat kebasaan tinggi. Indikator sederhana yang biasa digunakan adalah kertas lakmus yang berubah warna menjadi warna merah bila keasaman tinggi dan berubah menjadi warna biru bila keasamaannya rendah.

Gambar 2.1 Kertas LakmusSelain menggunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit/konduktivitas suatu larutan. Istilah pH berasal dari kata p, lambang matematika dari negatif logaritma dan H, lambang kimia untuk unsur hidrogen. Defenisi yang formal tentang pH adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen. pH adalah singkatan dari power of hydrogen.

Gambar 2.2 Skema Elektroda sensor pH 2.2.1 Dasar Pengukuran Derajat KeasamanAsam dan basa adalah besaran yang sering digunakan untuk pengolahan suatu zat, baik di industri maupun kehidupan sehari-hari. Untuk mengetahui dasar pengukuran derajat keasaman akan diuraikan dahulu pengertian derajat keasaman itu sendiri. Pada prinsipnya pengukuran suatu pH adalah didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membran gelas) yang telah diketahui dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hydrogen yang ukurannya relative kecil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektro kimia dari ion hydrogen. Sebagai catatan alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya mengukur tegangan. Asam secara umum merupakan senyawa kimia yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan dengan pH dari 7-0. Suatu asam bereaksi dengan suatu basa dalam menerima reaksi penetralan untuk membentuk garam. Contoh asam adalah asam aseta (ditemukan dalam cuka) dan asam sulfat (yang digunakan dalam baterai atau aki mobil). Asam umunya berasa asam, asam memiliki sifat-sifat sebagai berikut :1. Rasa, masam ketika dilarutkan dalam air.2. Sentuhan , asam terasa menyengat bila disentuh terutama asam yang kuat.3. Kereaktifan, asam bereaksi hebat dengan kebanyakan logam, yaitu korosif terhadap logam.Defenisi umum dari basa adalah senyawa kimia yang menyerap ion hydronium ketika dilarutkan dalam air. Basa adalah lawan dari asam, yaitu ditunjukkan untuk unsur/senyawa kimia yang memiliki pH dari 7-14. Basa merupakan senyawa yang jika dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH. Basa memiliki sifat-sifat sebagai berikut:1. Rasa, tidak masam bila dilarutkan dengan air.2. Sentuhan, tidak terasa menyengat jika disentuh.3. Kereaktifan, kebanyakan tidak bereaksi terhadap logam.2.3MikrokontrolerMikrokontroler adalah merupakan sistem komputer yang mempunyai satu atau beberapa tugas yang sangat spesifik, berbeda dengan personal computer yang memiliki berbagai macam fungsi[5]. Mikrokontroler dapat dikelompokan dalam satu keluarga, masing-masing mikrokontroler memiliki spesifikasi tersendiri namun cocok dalam pemrogramannya. Berikut adalah contoh dari keluaga mikrokontroler :1. Keluarga MCS-512. Keluarga MC68HC053. Keluarga MC68HC114. Keluarga AVRMikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor di mana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi dengan baik dalam satu chip yang siap pakai. Mikrokontroler merupakan sebuah sistem komputer yang sebagian besar elemennya dikemas dalam sebuah chip IC, sehingga sering disebut dengan single chip mikrokontroler. Sehingga kita tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.Dibawah ini merupakan penjelasan peralatan internal yang ada pada mikrokontroler secara umum:a. CPU (Central Processing Unit)CPU adalah suatu unit pengolah pusat yang terdiri dari dua bagian, yaitu unit pengendali (control unit) dan unit logika (logic unit). Disamping itu juga, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut register. Adapun fungsi utama dari unit pengendali ini adalah mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada system computer dan juga dapat mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta ditampilkan pada alat output. Sedangkan unit logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program dan dapat juga melakukan keputusan dari operasi logika atau pengambilan keputusan sesuai dengan instruksi yang diberikan kepadanya.b. Bus AlamatBus alamat berfungsi sebagai sejumlah lintasan saluran pengalamatan antara alamat dengan sebuah computer. Pengalamatan ini harus ditentukan terlebih dahulu untuk menghindari terjadinya kesalahan pengiriman sebuah instruksi dan terjadinya bentrok antara dua buah alat yang bekerja secara bersamaan.c. Bus DataBus data merupakan sejumlah lintasan saluran keluar masuknya data dalam suatu mikrokontroler pada umumnya saluran data yang masuk sama dengan saluran data yang keluar.d. Bus KontrolBus control atau bus kendali ini berfungsi menyerempakkan operasi mikrokontroller dengan operasi rangkaian luar.e. MemoriDi dalam sebuah mikrokontroler terdapat suatu memori yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Ada beberapa jenis memori. Diantaranya adalah RAM dan ROM serta ada tingkat memori. Registrasi internal adalah memori yang terdapat di dalam ALU. Memori utama adalah memori yang ada pada suatu sistem, waktu akses lebih lambat dibandingkan register internal. Sedangkan memori massal dipakai untuk penyimpanan berkapasitas tinggi, yang biasanya berbentuk disket, pita magnetic atau kaset.f. RAMDi dalam sebuah mikrokontroler terdapat suatu memori yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Ada beberapa jenis memori. Diantaranya adalah RAM dan ROM serta ada tingkat memori. Registrasi internal adalah memori yang terdapat di dalam ALU. Memori utama adalah memori yang ada pada suatu system, waktu akses lebih lambat dibandingkan register internal. Sedangkan memori massal dipakai untuk penyimpanan berkapasitas tinggi, yang biasanya berbentuk disket, pita magnetic atau kaset.Berikut ini merupakan gambar blok diagram pada mikrokontroler secara umum :

Gambar 2.3 Blok Diagram Mikrokontroler Secara Umum Mikrokontroler ATMega16Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer lengkap dalam satu serpih (chip). Mikrokontroler lebih dari sekedar sebuah mikroprosesor karena sudah terdapat atau berisikan ROM (Read-Only Memory), RAM (Read-Write Memory), beberapa bandar masukan maupun keluaran, dan beberapa peripheral seperti pencacah/pewaktu, ADC (Analog to Digital converter), DAC (Digital to Analog converter) dan serial komunikasi. Salah satu mikrokontroler yang banyak digunakan saat ini yaitu mikrokontroler AVR. AVR adalah mikrokontroler RISC (Reduce Instuction Set Compute) 8 bit berdasarkan arsitektur Harvard. Secara umum mikrokontroler AVR dapat dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu keluarga AT90Sxx, ATMega dan ATtiny. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fiturnya.Seperti mikroprosesor pada umumnya, secara internal mikrokontroler ATMega16 terdiri atas unit-unit fungsionalnya Arithmetic and Logical Unit (ALU), himpunan register kerja, register dan dekoder instruksi, dan pewaktu beserta komponen kendali lainnya. Berbeda dengan mikroprosesor, mikrokontroler menyediakan memori dalam serpih yang sama dengan prosesornya (in chip).

Arsitektur ATMEGA16Mikrokontroler ini menggunakan Arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dari memori data, baik bus alamat maupun bus data, sehingga pengaksesan program dan data dapat dilakukan secara bersamaan.Secara garis besar mikrokontroler ATMega16 terdiri dari :1. Arsitektur RISC dengan throughput mencapai 16 MIPS pada frekuensi 16Mhz.2. Memiliki kapasitas Flash memori 16Kbyte, EEPROM 512 Byte, dan SRAM 1Kbyte.3. Saluran I/O 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D.4. CPU terdiri dari 32 buah register.5. User interupsi internal dan ekternal.6. Port antarmuka SPI dan Port USART sebagai komunikasi serial7. Fitur Peripheral Dua buah 8-bit timer/counter dengan prescaler terpisah dan mode compare Satu buah 16-bit timer/counter dengan prescaler terpisah, mode compare, dan mode capture Real time counter dengan osilator tersendiri Empat kanal PWM dan Antarmuka komparator analog 8 kanal, 10 bit ADC Byte-oriented Two-wire Serial Interface Watchdog timer dengan osilator internal

2.3.1 Konfigurasi PIN ATMEGA16Konfigurasi pin mikrokontroler Atmega16 dengan 40 pin dapat dilihat pada gambar 2.4. Dari gambar tersebut dapat terlihat ATMega16 memiliki 8 pin untuk masing-masing Port A, Port B, Port C dan Port D.

Gambar 2.4 Konfigurasi Pin ATMega16

Deskripsi dan fungsi dasar dari pin-pin mikrokontroler Atmega16 adalah sebagai berikut:1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan catu daya2. GND merupakan pin Ground3. Port A (PA0 PA7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu merupakan pin masukan ADC4. Port B (PB0 PB7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu merupakan pin khusus5. Port C (PC0 PC7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu merupakan pin khusus.6. Port D (PD0 PD7) merupakan pin input/output dua arah (full duplex) dan selain itu merupakan pin khusus7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk me-reset mikrokontroler8. XTAL1 dan XTAL2, merupakan pin masukan external clock9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC.

Gambar 2.5 Arsitektur ATMega

Gambar 2.5 menjelaskan bahwa terdapat 4 buah port pada mikrokontroler Atmega16 yaitu port A, Port B, Port C dan Port D . port A merupakan port yang digunakan sebagai inputan ADC pada mikrokontroler. Sedangkan port yang lain memiliki fungsi khusus yaitu sebagai berikut:

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port BPinFungsi Khusus

PB0XCK (USART (External Clock Input/Output)T0 (Timer/Counter0 External Counter Input)

PB1T1 (Timer/Counter1 External Counter Input)

PB2INT2 (External Interupt 2 Input)AIN0 (Analog Comparator Negative Input)

PB3OC0 (Timer/Counter0 Output Compare Match Output)AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

PB4SPI Slave Select Input

PB5MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

PB6MISO (SPI Bus Master Input/Slave Input)

PB7SCK (SPI Bus Serial Clock)

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port CPinFungsi Khusus

PC0SCL (Two-wire Serial Bus Clock Line)

PC1SDA (Two-wire Serial Bus Data Input/Output Line)

PC2TCK (Joint Test Action Group Test Clock)

PC3TMS (JTAG Test Module Select)

PC4TDO (JTAG Data Out)

PC5TDI (JTAG Test Data In)

PC6TOSC1 (Timer Oscillator Pin 1)

PC7TOSC2 (Timer Oscillator Pin 2)

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port DPinFungsi Khusus

PD0RXD (USART Input Pin)

PD1TXD (USART Output Pin)

PD2INT0 (External Interupt 0 Input)

PD3INT1 (External Interupt 1 Input)

PD4OC1B (Timer/Counter 1 Output Compare B Match Output)

PD5OC1A (Timer/Counter 1 Output Compare A Match Output)

PD6ICP (Timer/Counter 1Input Capture Pin)

PD7OC2 (Timer/Counter 2 Output Compare Match Output)

2.3 OP AMP (Operational Amplifier)Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika[7]. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

2.3.1 Karateristik Dasar OP AMPPada dasarnya Op-amp adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial), yang mana memiliki 2 input masukan yaitu input inverting (V-) dan input non-inverting(V+), Rangkaian dasar dari penguat diferensial dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 2.6 Penguat DiferensialPada rangkaian diatas, dapat diketahui tegangan output (Vout) adalah Vout = A(v1-v2) dengan A adalah penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan Vout satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengan tengangan Vout.

2.5 Sensor pHSensor pH merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur kadar asam dan basa dalam suatu larutan. Prinsip kerja dari alat ini yaitu didasarkan pada potensial elektro kimia yang terjadi antara larutan yang terdapat didalam elektroda gelas (membran gelas) dengan larutan yang terdapat diluar elektroda gelas. Hal ini dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ukurannya relative kacil dan aktif, elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen[9].Langkah-langkah pemeriksaan pH sebagai aktivitas ion hidrogen yang mengelilingi berdinding tipis kaca bola lampu di ujungnya. Pengamatan menghasilkan tegangan kecil (sekitar 0,06 volt per pH unit) yang diukur dan ditampilkan sebagai unit sensor pH.Berikut adalah sensor pH nya:

Gambar 2.7 Sensor pH2.6LCD (Liquid Crystal Display) M1632 16x2LCD (Liquid Cristal Display) adalah satu layar bagian dari modul peraga yang menampilkan karakter yang diinginkan. Layar LCD menggunakan dua buah bahan yang dapat mempolarisasikan dan Kristal cair diantara kedua lembaran tersebut. Arus listrik yang melewati cairan menyebabkan kristal merata sehingga cahaya tidak dapat melalui setiap kristal, seperti pengaturan cahaya, menentukan apakah cahaya dapat melewati apa tidak. Sehingga dapat mengubah bentuk kristal cairnya membentuk tampilan angka atau huruf pada layar[10].Kegunaan LCD banyak sekali dalam perancangan suatu sistem dengan menggunakan mikrokontroler. LCD dapat berfungsi untuk menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu pada aplikasi mikrokontroller. Pada alat ini ukuran tipe LCD yang digunakan adalah LCD 2x16, seperti gambar dibawah ini :

Gambar 2.8 Konfigurasi Pin LCD Pada diatas diperlihatkan konfigurasi pin LCD yang terdiri dari 16 pin yang masing-masing pin mempunyai fungsi yang berbeda-beda. Berikut tabel 12 diperlihatkan fungsi-fungsi tersebut.

Tabel 2.4. Fungsi pin LCDPinSimbolLogikaKeterangan

1Vss-Catu Daya 0 Volt (Ground)

2Vcc-Catu Daya 5 Volt

3Vee-Catu daya untuk LCD

4RSH/LH: Masukan Data, L: Masukan Instruksi

5R/WH/LH: Baca (Read), L: Tulis (Write)

6EH/L (L)Enable Signal

7DB0H/LData Bit 0

8DB1H/LData Bit 1

9DB2H/LData Bit 2

10DB3H/LData Bit 3

11DB4H/LData Bit 4

12DB5H/LData Bit 5

13DB6H/LData Bit 6

14DB7H/LData Bit 7

15V+ BL-Backlight 4-4,2 Volt ; 50-200 mA

16V- BL-Backlight 0 Volt (ground)

LCD M1632 mempunyai karakteristik sebagai berikut :1. 16 karakter, dua baris tampilan kristal cair (LCD) dari matriks titik.2. Duty Ratio : 1/16.3. ROM pembangkit karakter untuk 192 tipe karakter (bentuk karakter 5 x 7 matriks titik).4. Mempunyai dua jenis RAM yaitu, RAM pembangkit karakter dan RAM data tampilan.5. RAM pembangkit karakter untuk 8 tipe karakter program tulis dengan bentuk 5 x 7 matrik titik.6. RAM data tampilan dengan bentuk 80 x 8 matrik titik (maksimum 80 karakter).7. Mempunyai pembangkit clock internal.8. Sumber tegangan tunggal +5 Volt.9. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan.10. Jangkauan suhu pengoperasian 0 sampai 50 derajat.

LCD M1632 terdiri dari dua bagian utama. Bagian pertama merupakan panel LCD sebagai media penampil informasi dalam bentuk huruf / angka dua baris, masing-masing baris bisa menampung 16 huruf/angka. Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempelkan dibalik panel LCD, yang berfungsi mengatur tampilan informasi serta mengatur komunikasi LCD M1632 dengan mikrokontroler. Gambar 2.10 diperlihatkan diagram blok pengendali LCD.

Gambar 2.9 Diagram Blok Pengendali LCD

Dari gambar diatas dijelaskan bahwa data inputan pada LCD yang berupa 8 bit data (D0-D7) diterima terlebih dahulu di dalam mikrokontroler dalam LCD yang berguna untuk mengatur data inputan sebelum ditampilkan dalam LCD. Selain itu juga dilengkapi dengan inputan E, R/W, dan RS yang digunakan sebagai pengendali mikrokontroler. Pada proses pengiriman data R/W=1 dan proses pengambilan data R/W=0. Pin RS dipakai untuk membedakan jenis data yang dikirim, jika RS=0 data yang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja modul LCD, sedangkan jika RS=1data yang dikirim adalah kode ASCII yang ditampilkan. Demikian pula saat pengambilan data, jika RS=0 data yang diambil dari modul merupakan data status yang mewakili aktivitas modul LCD, sedangkan saat RS=1 maka data yang diambil merupakan kode ASCII dari data yang ditampilkan.

2.7 Bahasa PemrogramanSecara umum bahasa pemrograman mikrokontroler adalah bahasa tingkat rendah yaitu bahasa assembler, dimana setiap mikrokontroler memiliki bahasa pemrograman yang berbeda-beda. Karena banyaknya hambatan dalam penggunaan bahasa assembler, maka mulai dikembangkan compiler atau penerjemah untuk bahsa tingkat tinggi[5].Untuk keluarga Atmega atau mikrokontroler AVR bahasa tingkat tinggi yang banayk dikembangkan antara lain Basic, Pascal dan Bahasa C. dalam melakukan pemrograman banyak software yang digunakan seperti AVR Studio-4 dan BASCOM-AVR. Dalam perancangan alat pendeteksi kadar ph dalam air penulis menggunakan bahasa pemrograman Basic dengan menggunakan software BASCOM-AVR.Tabel 2.5 Kelebihan dan kekurangan BASCOM AVRKelebihanKekurangan

Merupakan bahasa tingkat tinggi.Merupakan software proprietary (tertutup)

User Friendly

Tersedia simulatorLisensi berbayar

Logika yang digunakan lebih manusiawi

2.7.1Basic Compiler AVR (BASCOM-AVR)BASCOM-AVR adalah program Basic Compiler berbasis windows untuk mikrokontroler keluarga AVR merupakan pemrograman dengan bahasa tingkat tinggi BASIC yang dikembangkan dan dikeluarkan oleh MCS elektronika sehingga dapat dengan mudah dimengerti atau diterjemahkan. Dalam program BASCOM-AVR terdapat beberapa kemudahan, untuk membuat program software ATMega16, seperti program simulasi yang sangat berguna untuk melihat, simulasi hasil program yang telah kita buat, sebelum program tersebut kita download ke IC atau ke mikrokontroler. Ketika program BASCOM-AVR dijalankan dengan mengklik ikon BASCOM-AVR, maka jendela berikut akan tampil :

Gambar 2.10 Tampilan Jendela Program BASCOM-AVR2.7.2 Menu Bar BASCOM AVRSecara umum menu pada menu bar hampir sama dengan software lain yang berbasis Windows sebagai operating system. Pada menu bar pilihan menu BASCOM AVR hampir sama dengan software lain yang berbasis windows. Sebagai contoh pada pilihan menu file berisikan antara lain sebmenu New, Open, Save dan Close.

Gambar 2.11 Menu bar BASCOM AVR

2.7.3 Toolbar BASCOM AVRIkon-ikon command atau perintah pada toolbar adalah ikon mewakili perintah-perintah submenu yang terdapat di menu bar. Pada dasarnya perintah submenu yang ditampilkan di toolbar dalam bentuk ikon berguna untuk mempercepat akses melalui mouse. Pada toolbar anda bisa mengurangi atau menambahkan ikon-ikon command mana saja yang perlu ditampilkan untuk mempercepat penggunaan.

Gambar 2.12 Toolbar BASCOM AVR

Tabel 2.6 Keterangan ikon-ikon Toolbar pada BASCOM AVRIconNamaFungsiShorcut

File NewMembuat file baruCtrl+N

OpenUntuk membuak fileCtrl+O

SaveUntuk menyimpan file-

Save asUntuk menyimpan file dengan nama lainCtrl+S

Print PreviewUntuk melihat tampilan sebelum dicetak-

PrintUntuk mencetak dokumen-

ExitUntuk keluar dari programCtrl+P

ProgramUntuk mengkompile program yang dibuatF7

SyntaxUntuk memeriksa kesalahanCtrl+F7

ShowUntuk menampilkan hasil kompilasiCtrl+W

2.7.4Text EditorText editor adalah tempat menulis atau membuat program. Setelah text editor tampil maka isikan program pada text editor.

Gambar 2.13 Jendela Text EditorUntuk menu show result informasi yang akan ditampilkan berupa :Tabel 2.7 informasi dari show resultInformasiKeterangan

CompilerVersi dari compiler yang digunakan

processorMenampilkan prosesor yang dipilih

Date and timeTanggal dan waktu kompilasi

Flash UsedPersentase flash ROM yang terisi program

Baud rate dan ErrorBaud rate yang dipilih dan kristal yang error nilai baud yang di set dengan nilai baud yang sebenarnya

Stack StartLokasi awal stack pointer memori

RAM startLokasi awal eksternal RAM

LCD ModeMode LCD yang digunakan 4 bit atau 8 bit

2.7.5CompilerBASCOM-AVR menyediakan pilihan untuk memodifikasi pilihan-pilihan pada kompilasi. Dengan memilih menu compiler maka jendela berikut akan ditampilkan :

Gambar 2.14 Jendela option BASCOM AVR

2.7.6Program SimulasiBASCOM AVR menyediakan pilihan yang dapat mensimulasikan program. Agar dapat menjalankan simulator ini, file DBG dan OBJ harus dipilih pada menu Options Compiler Output.Program simulasi ini bertujuan untuk menguji suatu aplikasi yang dibuat dengan melihat pergerakan LED atau LCD sebagai indikator dari konfigurasi program pada mikrokontroler.

Tampilan program simulasi adalah sebagai berikut:

Gambar 2.15 Tampilan program simulasi2.7.7Tipe Data BASCOMTabel 2.8 Tipe Data BASCOMTipeUkuranRange

Bit 1/8-

Byte10-255

Integer2-32,768 - 32,767

Word20-65535

Long4-2147483648

Single4-

Strings/d 254-

2.7.8VariabelVariabel adalah sebuah pemrograman yang berfungsi sebagai penyimpanan data atau penampung data sementara, misalnya menampung hasil perhitungan, menampung data hasil pembacaan register dan lain-lain. Variabel merupakan pointer yang menunjuk pada alamat memori fisik di mikrokontroler.Dalam BASCOM ada beberapa aturan dalam penamaan sebuah variabel :1. Nama variabel maksimum terdiri atas 32 karakter.2. Karakter bisa berupa angka atau huruf.3. Nama variabel harus dimulai dengan huruf.4. Variabel tidak boleh menggunakan kata-kata yang digunakan oleh BASCOM sebagai perintah, pernyataan, internal register dan nama operator (AND, OR, DIM dan lain-lain)Sebelum variabel diguanakn maka variabel tersebut harus dideklarasikan terlebih dahulu, dalam BASCOM ada beberapa cara untuk mendeklarasikan sebuah variabel. Yang pertama dengan menggunakan pernyataan DIM diikuti nama dan tipe datanya, contoh pendeklarasian menggunaan DIM sebagai berikut :Dim nama as byteDim tombol1 as integerDim tombol2 as wordDim tombol3 as wordDim tombol4 as wordDim Kas as string*10Untuk mempercepat pendeklarasian sebuah variabel yang banyak adalah:Dim nama as byte, Dim tombol1 as integer, Dim tombol2 as word, Dim tombol3 as word, Dim tombol4 as word, Dim Kas as string*10.Cara lain untuk mendeklarasikan sebuah variabel dengan menggunakan:DEFINT, DEFBIT, DEFBYTE atau DEFWORD. Sebagai contoh :DEFBYTE namaDEFINT tombol1DEFWORD tombol2 ; tombol3 ; tombol4Deklarasi diatas berarti nama tipe datanya adalah byte, tombol1 tipe datanya adalah integer, dan tombol2, tombol3 dan tombol4 tipe datanya adalah word.

2.7 FlowchartFlowchart adalah penggambaran secara grafik dari langkah-langkah dan urutan dari prosedur suatu program. Flowchart menolong analis dan programmer untuk memecahkan masalah kedalam segmen-segmen yang lebih kecil dan menolong dalam menganalisis alaternatif-alternatif lain dalam pengoperasian. Flowchart biasanya mempermudah penyelesaian suatu masalah khususnya masalah yang perlu di pelajari dan dievaluasi lebih lanjut. Dibawah ini akan digambarkan simbol-simbol flowchart.

Tabel 2.9 Simbol Simbol FlowchartSimbolKeteranganFungsi

TerminalDigunakan untuk menunjukkan awal dan akhir dari program.

FlowDigunakan untuk arah aliran program

PreparationInisialisasi / pemberian nilai awal

ProsesDigunakn utnuk mendefenisikan mekanisme perekan, proses dan pelaporan

PilihanDigunakan untuk mendefenisikan 2 pilhan

Data Input - OutputDigunakan untuk mendefenisikan data yang diinputkan dan data yang dioutputkan ke dalam sistem

One page ConnectorDigunakan untuk menghubungkan alir data dari satu dengan yang lain dalam satu halaman

Off Page ConnectorDigunakan penghubunga bagian bagian flowchart pada halaman yang berbeda

BAB IIIRANCANG BANGUN

Rancang bangun alat merupakan suatu perancangan yang dilakukan dalam mengerjakan suatu proyek yang akan dijalankan. Diimplementasikan dalam suatu bentuk sketsa rangkaian elektronika. Perencanaan merupakan suatu hal yang dilakukan untuk mempermudah proses pembuatan alat. Dalam pembuatan alat terdapat beberapa prosedur yang digunakan dalam proses perencanaan dan perancangan alat.Perancangan merupakan tahap terpenting dari seluruh proses pembuatan alat. Tahap awal perancangan adalah membuat diagram blok sistem kerja alat kemudian memilih komponen yang akan digunakan dengan karateristik yang sesuai dengan kebutuhan. Untuk pemilihan komponen ini, diperlukan datasheet serta petunjuk lain yang dapat membantu mengetahui dari pembuatan diagram blok rangkaian, pemilihan komponen, mengatur tata letak komponen, pembutan PCB, penyolderan dan pengujian alat. Bagian dari perancangan ini ditujukan untuk mengetahui sistem kerja dan spesifikasi rangkaian yang akan dibuat, mengingat perancangan ini digunakan sebagai aplikasi dan teori yang telah didapatkan.

3.1Tujuan PerancanganPerancangan merupakan proses yang terpenting dalam pembuatan alat. Untuk mendapatkan hasil yang optimal diperlukan suatu perencanaan dan perancangan yang baik, sehingga dalam pembuatan alat akan terencana dan terorganisir dengan baik. Sebagai langkah awal perencanaan adalah menentukan suatu sistem yang akan dibuat dan mengetahui prinsip kerjanya untuk memudahkan dalam proses pembuatan alat. Langkah selanjutnya adalah membuat suatu diagram blok dari sistem itu sendiri sehingga dapat mengambarkan proses-proses yang akan dikerjakan dalam perancancangan alat. Dalam hal ini sistem yang akan dibuat adalah rancang bangun alat pendeteksi kadar pH dalam air dengan output LCD berbasis mikrokontroler.3.2Blok Diagram RangkaianRancang bangun alat ini bekerja dengan menggunakan mikrokontroler ATmega 16, dimana pin pin dari mikrokontroler dihubungkan dengan komponen lainnya seperti LCD.ATMEGA

16LCDSENSOR pHOP AMP

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

Berikut adalah penjelasan dari tiap tiap blok pada gambar:1. Sensor pH berfungsi membaca kadar pH yang ada di dalam air ketika sensor pH dimasukkan kedalam air, larutan yang ada di dalam tabung sensor pH akan akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang ada didalam air.2. OP AMP merupakan antarmuka amplifier yaitu rangkaian penguat yang mempunyai penguatan sangat tinggi sehingga dapat dihubungkan dengan sensor pH yang memiliki sinyal lemah. 3. Mikrokontroler Atmega 16 merupakan komponen yang digunakan sebagai pengolah inputan data dan pengendali dari keseluruhan proses. Mulai dari masukkan inputan dari sensor pH, kemudian inputan yang di berikan oleh sensor akan segera di proses oleh mikrokontroler ini. Selanjutnya mikrokontroler akan memberikan perintah kepada layar LCD berupa tampilan kadar pH apabila proses yang terjadi didalam mikrokontroler sudah selesai dilaksanakan.4. LCD berfungsi sebagai output untuk menampilkan tulisan kadar pH dan merupakan proses terakhir dari pengukuran kadar pH didalam air.3.3 Alat dan Bahan Yang DigunakanDalam perancangan alat ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan yang digunakan, yaitu:Tabel 3.1 Daftar komponen komponen yang digunakanNoKomponenJumlah

1Mikrokontroler Atmega 161 buah

2Sensor pH1 buah

3OP AMP1 buah

4System Minimum1 buah

5Switch ON/OFF1 buah

7Downloader1 buah

8LCD1 buah

9Soket 40 pin2 buah

10Kabel Jumper2 meter

11LCD Port1 buah

12Switch Reset1 buah

Tabel 3.2 Daftar alat dan bahan yang digunakanNoKomponenJumlah

1Bor listrik1 buah

2Mata bor5 buah

3Solder1 buah

4Tang potong1 buah

5Tang jepit1 buah

6Penyedot timah1 buah

7Kaki PCBSecukupnya

8Multimeter1 buah

9Amplas2 lembar

10PCD3 keping

11Timah1 roll

12HCL1 liter

13H2O21 liter

14Kabel pelangi2 meter

15Baut / Mur20 buah

16Plastik box25 x 20 cm

17Obeng 1 buah

3.4 Perancangan Elektronik

Gambar 3.2 Rangkaian Lengkap Alat

Gambar 3.3 Rangkaian LCD

Gambar 3.4 Rangkaian Penguat Sensor (OP AMP)

Gambar 3.5 Rangkaian Regulator3.5 Perancangan Layout dan Tata Letak Komponen

Gambar 3.6 Layout Sistem Minimum

Gambar 3.7 Tata Letak Sistem Minimum

3.6 Perancangan Mekanik AlatAlat pendeteksi kadar pH menggunakan sebuah kotak box warna hitam yang terbuat dari plastik tebal sebagai bahan pembuatan untuk meletakkan komponen-komponennya. Rangkaian ini terdiri dari 2 bagian. Bagian pertama merupakan bagian yang terdiri dari komponen-komponen mikrokontroler yang sudah terorganisir dengan LCD yang berguna untuk menampilkan kadar pH.

Gambar 3.8 Perancangan Kotak Box Alat Pendeteksi Kadar pHPada bagian kedua adalah sebuah sensor pH yang digunakan sebagai alat untuk mendeteksi kadar pH di dalam air.

Gambar 3.9 Perancangan Sensor pH

Langkah langkah Pembuatan AlatDalam tahap ini, juga berhubungan menentukan spesifikasi komponen maupun peralatan, pembuatan layout pada papan PCB, pemasangan komponen, penyolderan sampai mengoperasikan alat.Pembuatan dan pendetakan PCB dilakukan dengan melarutkan PCB pada larutan H2O2 + HCl. Alat dan bahan yang diperlukan dalam pembuatan dan percetakan PCB untuk setiap rangkaian adalah sebagai berikut:1. Bor listrik2. Amplas halus3. Tinner4. Papan PCB5. H2O2 + HCl1. Tata Letak KomponenDalam pembuatan tata letak komponen harus dirancang terlebih dahulu agar nantinya komponen dapat dipasang dengan rapi dan benar. Langkah langkah yang harus diperhatikan adalah sebagai berikut:1. Pelajari dahulu rangkaian yang dibuat.2. Perhatikan karakteristik semua rangkaian yang akan digunakan.3. Susun semua komponen dengan sebaik-baiknya agar diperoleh jalur yang pendek, enak dilihat, mudah melakukan perawatan dan perbaikan secara bergantian.

2. Pembuatan Layout PCBLayout adalah mentransfer skema rangkaian yang tercetak didalam papan PCB. PCB adalah tempat dimana komponen-komponen dapat ditempatkan seperti resistor, kapasitor, transistor, IC dan komponen-komponen lainnya. PCB harus diproses menjadi jalur-jalur yang dapat menghubungkan komponen agar membentuk rangkaian yang diinginkan. Pertama-tama kita buat pola layout pada kertas khusus kemudian kita tempelkan pada papan PCB untuk disetrika. Setelah layout tercetak diatas papan PCB, periksa dahulu apakah ada jalur yang putus. Jika tidak ada kesalahan maka dapat diteruskan pada proses selanjutnya.

3. Pelarutan PCBProses pelarutan yaitu menghilangkan lapisan tembaga pada PCB dengan menggunakan cairan H2O2 + HCl. Cairan ini hanya bersifat melarutkan lapisan tembaga yang langsung berhubungan dengannya, sehingga lapisan tembaga yang telah di layout tidak ikut terlarut. Kemudian PCB tersebut dikeringkan, periksa jalur yang sudah digambar apakah ada jalur yang terputus. Setelah itu tembaga pada permukaan PCB dibersihkan dengan menggunakan tinner dan bensin agar tinta-tinta pada pada permukaannya hilang. Setelah proses diatas tadi sudah selesai maka PCB siap untuk dibor sesuai dengan tata letak komponennya.4. PengeboranPengeboran adalah melubangi hasil layout pada papan PCB. Bagian-bagian yang dilubangi pada papan PCB antara lain kaki-kaki komponen, lubang-lubang jumper, dan pin-pin komponen lainnya.

5. Instalasi KomponenInstalasi komponen maksudnya adalah melakukan pemasangan seluruh komponen yang tersedia (kapasitor, IC, jumper, dan lain-lain) pada papan PCB yang telah di bor. Setelah komponen terpasang sesuai dengan layout dan tata letak dari perancangan, maka seluruh pin-pin komponen ini kemudian akan disolder dengan hati-hati. Untuk instalasi komponen perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut yang akan memudahkan jalannya perancangan:1. Memoles jalur PCB dengan lotfet2. Melapisi PCB dengan timah3. Membersihkan sisa lotfet dengan tiner4. Memeriksa kondaktifitas hajur dengan ohmmeter5. Menyiapkan komponen yang akan dipasang6. Memotong kaki komponen dan membersihkan PCB.

6. Pengecekan RangkaianPengecekan rangkaian maksudnya memeriksa pada papan PCB, tata letak komponen, apakah sesuai dengan skema rangkaian. Bila terdapat kesalahan, maka perbaikan dilakukan sampai kondisi yang diharapkan.

7. Pengetesan RangkaianPengetesan rangkaian dilakukan untuk mengetahui apakah rangkaian tersebut berjalan dengan semestinya atau tidak. Bila terjadi permasalahan, maka rangkaian tersebut dicek kembali dan diperbaiki sampai diperoleh rangkaian yang diharapkan.

8. Perbaikan RangkaianPerbaikan alat maksudnya adalah mengkondisikan alat menjadi normal sehingga alat dapat berjalan dengan semestinya. Perbaikan alat berupa penggantian komponen yang bermasalah, penambahan jumper, dan sedikit modifikasi bagian-bagian yang dianggap tidak berjalan dengan semestinya.

3.6 Perancangan SoftwarePerancangan software adalah proses perancangan untuk pembuatan program yang nantinya akan dijalankan oleh sistem mikrokontroler. Berikut ini dapat kita lihat flowchart program dari alat pendeteksi kadar pH dalam air dengan tampilan LCD berbasis mikrokontroler.

Gambar 3.10 Flowchart Program3.6 Cara Kerja AlatPada sistem ini terdiri dari sebuah sensor pH yang berfungsi untuk mendeteksi ion hidrogen yang terdapat pada air. Di dalam sensor pH terdapat larutan netral dengan pH tetap, larutan ini disebut dengan Buffer. Jika ion hidrogen dari larutan proses lebih besar dari pada larutan yang ada di dalam gelas, perbedaan tegangan akan menjadi positif, begitupun sebaliknya. Hasil dari pembacaan pada sensor pH ini akan diperkuat pengolahan tegangan oleh OP AMP dan akan diolah oleh mikrokontroler dan selanjutnya ditampilkan di LCD.Bagian lainnya adalah OP AMP yang digunakan sebagai penguat yang mempunyai penguatan sangat tinggi sehingga sinyal darisensor pH yang lemah akan menjadi sinyal yang kuat yang bisa di proses oleh mikrokontroler. Dengan tegangan referensi yang presisi maka keluaran dari modul ini juga dapat memberikan sumber tegangan pada sensor.Pada bagian kontroler digunakan mikrokontroler Atmega 16. Parameter yang dimasukkan berupa tegangan analog dari OP AMP yang kemudian di konversi ke tegangan digital oleh ADC internal yang ada pada mikrokontroler Atmega 16. Setelah data inputan dari OP AMP di proses oleh mikrokonroler maka selanjutnya akan ditampilkan ke layar LCD.Bagian yang terakhir adalah layar LCD. Yang digunakan untuk menampilkan hasil pengukuran pH pada air. Di LCD ini akan di tampilkan berupa angka yang menunjukkan berapa besar kadar pH yang terdeteksi.

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan dibahas langkah-langkah pengujian alat, tujuannnya adalah untuk mengetahui apakah alat tersebut bekerja sesuai dengan yang diinginkan, serta untuk mengetahui hasil pengukuran tegangan atau arus yang bekerja pada rangkaian saat beroperasi.Hasil pengukuran dapat dijadikan sebagai ttik acuan dalam penganalisaan rangkaian. Adapun metode pengukuran yang kita lakukan adalah pengukuran pada masing-masing titik uji agar mudah mengetahui karateristik input dan output yang sesui antara satu blok dengan blok yang lain. Pengukuran ini bertujuan agar kita dapat mengetahui keluaran dari mikrokontroler setelah mendapatkan inputan dari sensor.Untuk melakukan pengukuran sensor yang dilakukan pada beberapa titik uji. Titik pengujian adalah tegangan input dan output yang bekerja pada setiap komponen yang aktif pada rangkaian tersebut.

4.1 PengukuranSetelah selesai melakukan perakitan peralatan, maka langkah selanjutnya adalah melakukan pengukuran sesuai dengan cara kerja rangkaian sehingga didapatkan hasil yang diharapkan. Adapun peralatan yang diperlukan saat melakukan pengukuran adalah:1. Multimeter2. Kabel/jumper3. Beberapa sampel air sebagai media yang akan di ukur4.2 Tujuan PengukuranTujuan dari pengukuran ini adalah:1. Untuk mengetahui dan menguji alat yang telah dirancang, apakah telah berkerja sesuai dengan perencanaan yang telah dilakukan.2. Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui terjadi kesalahan (error) pada rangkaian.4.2.1 Cara Kerja RangkaianSensor pH merupakan sensor pendeteksi kadar pH didalam air. Sensor pH akan memberikan masukan ke mikrokontroler. Apabila sensor pH mendeteksi adanya pH yang ada didalam air maka hasil dari pembacaan dari sensor pH ini akan diperkuat pengolahan tegangannya oleh rangkaian OP AMP. Selanjutnya rangkaian tersebut akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler. Mikrokontroler akan memproses data dan akan menghasilkan tegangan output. Tegangan output akan dikeluarkan oleh mikrokontroler akan menjadi tegangan input pada LCD, sehingga output berupa tampilan nilai kadar pH yang diinginkan aktif.

4.2.2 Langkah-Langkah Pengukuran Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam melakukan pengukuran ini adalah:1. Mempersiapkan multimeter pada posisi tegangan DC.2. Pastikan alat sudah siap untuk di uji3. Hubungkan sumber tegangan ke rangkaian4. Menghubungkan input titik uji ke kutub positif multimeter dan ke kutub negatif multimeter.5. Melakukan pengukuran tegangan pada titik-titik uji yang tekah dibuat.

4.3 Pengujian AlatPengujian alat dilakukan pada tegangan output sensor pH, bertujuan agar dapat mengetahui keluaran dari sensor pH, serta output dari mikrokontroler yang bertujuan untuk mengetahui berapa besar tegangan output dari mikrokontroler dan dijadikan perbandingan tegangan sebelum dan sesudah di proses oleh mikrokontroler.

4.4Hasil Pengukuran dan Analisa4.4.1 Pengukuran Pada Rangkaian pH MeterSensor pH berfungsi untuk mengatur masukan data yang akan diolah oleh mikrokontroler agar menghasilkan data yang akan menjadi inputan ke mikrokontroler. Untuk mengetahui tegangan yang diperlukan oleh sensor pH untuk mengirimkan data ke mikrokontroler maka diperlukan melakukan pengukuran pada titik pengujian. Agar lebih jelas dapat dilihat gambar dibawah ini.

TP1

Gambar 4.1 Titik uji pada Rangkaian sensor pH

Berdasarkan pengukuran yang telah dilakukan diatas, maka didapatkan hasil pengukuran seperti tabel 4.1.Tabel 4.1 Pengukuran Tegangan pada pH meterNo.Jenis AirTegangan yang dihasilkan

1Air Minum Biasa1.71 V

2Air yang diberi cuka0.95 V

3Air Sabun2.26 V

4Air Sumur1.55 V

5Air PDAM1.60 V

6Air Rawa1.05 V

7Air Sungai1.90 V

4.4.1.2 Analisa Pengukuran Rangkaian pH MeterPada sensor pH ke mikrokontroler dilakukan pengukuran untuk mengetahui tegangan yang diperlukan oleh sensor pH untuk mengirimkan data ke mikrokontroler. Dimana titik-titik tersebut terdapat pada port-port mikrokontroler yang dihubungkan ke sensor pH. Titik pengujian terletak pada pin 40 (ADC.0) mikrokontroler sebagai positif multimeter yang dihubungkan dengan sensor pH yang digunakan sebagai masukkan dari sensor pH ke mikrokontroler. Kemudian untuk negatif multimeter yaitu digunakan ground dari IC regulator. 4.4.2Pengukuran Kadar pHPada tahap pengujian alat pendeteksi kadar pH ini bertujuan untuk menguji respon sensor terhadap objek yang dideteksinya. pengujian alat dilakukan pada beberapa sampel air. Berikut adalah hasil dari pengukuran dari beberapa sampel air yang telah dilakukan:Tabel 4.2 Pengujian dari beberapa sampel airNoJenis AirKadar pHKategori

1Air Minum Biasa7.20Netral

2Air yang diberi cuka3.90Asam

3Air Sabun9.40Basa

4Air Sumur6.75Netral

5Air PDAM6.90Netral

6Air Rawa5.35Asam

7Air Sungai8.05Basa

4.4.2.1 Analisa Pengukuran Kadar pHBerdasarkan hasil pengukuran diatas dapat dilihat bahwa pH meter yang telah di program dapat mendeteksi kadar pH dan menghasilkan output berupa tampilan kadar pH di layar LCD dengan hasil yang berbeda-beda pada setiap sampel yang diujikan. Alat pendeteksi kadar pH ini mendeteksi kadar pH yang ada didalam air dengan cara mendeteksi ion-ion hidrogen yang dilakukan oleh sensor pH, kemudian sinyal dari sensor pH dikuatkan oleh Op-amp lalu di proses oleh mikrokontroler Atmega16 kemudian ditampilkan ke layar LCD sehingga dapat diketahui berapa kadar pH yang ada pada setiap sampel air yang diuji.Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel 4.1 dan tabel 4.2, maka pengukuran tegangan pada titik uji dan pengukuran kadar pH yang dilakukan dengan menggunakan beberapa sampel air. Dapat disimpulkan dengan menggunakan grafik pengukuran antara tegangan keluaran dari sensor pH yang sudah dikuatkan oleh Op-amp.

Gambar 4.2 Grafik Pengukuran Tegangan dan Kadar pH

Berdasarkan dari grafik diatas, data yang diambil dari hasil pengujian pengukuran tegangan pada tabel 4.1, dimana pada setiap sampel air yang di uji untuk di ketahui kadar pH yang ada didalamnya maka tegangan yang dihasilkan oleh sensor pH pun berubah. Pada tabel 4.2 dilakukan pengujian kadar pH dengan menggunakan sampel air yang sama dengan pengukuran tegangan. Pada Gambar diatas terlihat bahwa semakin rendah tegangan yang masuk ke mikrokontroler maka kadar pH yang akan dihasilkan akan semakin rendah. Begitupun sebaliknya, jika tegangan yang masuk ke mikrokontroler semakin tinggi maka kadar pH yang dihasilkan pun akan semakin tinggi.

4.5Syntax Program Bascom AVR untuk Pengukuran kadar pH$regfile = "m16def.dat"$crystal = 4000000Config Porta = OutputConfig Lcd = 16 * 2Config Adc = Single , Prescaler = AutoStart AdcDim A As Single : Dim B As String * 6 : Dim C As LongConst E = 0.001C = Getadc(0)C = C * 20A = E * CB = Fusing(a , "###.##")Locate 1 , 1 : Lcd "PH:" ; B ; " "Waitms 50If A = 6 ThenLocate 2 , 1 : Lcd "NETRAL "End IfIf A = 1 ThenLocate 2 , 1 : Lcd "ASAM "End IfIf A = 8 ThenLocate 2 , 1 : Lcd "BASA "End IfLoop

4.5.1Analisa Syntax Progran Pengukuran Kadar pHBerdasarkan dari pengukuran pada tabel 4.2, dapat terlihat bahwa hasil pengukuran yang dihasilkan oleh pH meter ini berbeda-beda pada setiap air yang di uji. Pada listing program, yang pertama kali dilakukannya adalah pendeklarasian fungsi-fungsi yang akan digunakan saat program dijalankan, yaitu: 1. C = Getadc(0), untuk mendapatkan nilai adc yang dihasilkan oleh Op-amp.2. C = C * 20, menjadi gerbang adc dan mengambil nilai ketetapan yang hasilnya nanti di simpan di konstanta C.3. A = E * C, konstanta nilai E yang sebelumnya ditetapkan 0.001 dikalikan dengan hasil konstanta nilai C yang nantinya akan menampilkan kadar PH.4. B = Fusing(a , "###.##") dan Locate 1 , 1 : Lcd "PH:" ; B ; " ", yaitu diguanakan untuk menampilkan tulisan di layar LCD dengan tulisan PH : , kemudian diikuti dengan hasil nilai pH dari konstanta A. Setelah itu, barulah listing program bagian pengkondisian. Pengkondisian bagian pertama yaitu digunakan untuk menampilkan kadar pH netral. Apabila kondisi if terpenuhi If A = 6 Then maka akan menampilkan perintah NETRAL yang akan ditampilkan pada layar LCD. Pengkondisian bagian kedua yaitu digunakan untuk menampilkan kadar pH asam. Apabila kondisi if terpenuhi If A = 1 Then maka akan menampilkan perintah ASAM yang akan ditampilkan pada layar LCD. Pengkondisian bagian terakhir yaitu digunakan untuk menampilkan kadar pH basa. Apabila kondisi if terpenuhi If A = 8 Then maka akan menampilkan perintah BASA yang akan ditampilkan pada layar LCD. Pada saat kondisi seperti itu, maka dilakukanlah pengukuran pada TP1 dengan menggunakan beberapa sampel air dan didapatkanlah hasil seperti pada tabel 4.1 untuk tegangannya dan pada tabel 4.2 untuk hasil dari kadar pH yang ada didalam beberapa sampel air yang di uji.

4.6 Pengujian Sensor pHSetelah melakukan pengukuran dan mendapatkan hasil maka ini adalah penunjukan hasil alat, yang mana akan ditampilkan hasil dari pengujian pH meter. pH meter akan memberikan keluaran kadar pH dan dengan kategori dari kadar pH tersebut. Berikut ini akan ditampilkan beberapa hasil dari pengujian pH meter yang telah memenuhi kondisi program.

Gambar 4.3 Tampilan Alat ketika kadar pH NetralGambar diatas menunjukkan keluaran dari hasil pengujian alat yang memenuhi syarat atau kondisi dari program untuk kategori netral yaitu posisi = 6.

Gambar 4.4 Tampilan Alat ketika kadar pH AsamGambar diatas menunjukkan keluaran dari hasil pengujian alat yang memenuhi syarat atau kondisi dari program untuk kategori asam yaitu posisi = 1.

Gambar 4.5 Tampilan Alat ketika kadar pH BasaGambar diatas menunjukkan keluaran dari hasil pengujian alat yang memenuhi syarat atau kondisi dari program untuk kategori basa yaitu posisi = 8.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN

5.1KesimpulanBerdasarkan hasil pembahasan dan uraian serta membahas seluruh data kerja rangkaian yang diperoleh maka dapat diambil beberapa kesimpulan:1. Semakin rendah tegangan yang masuk ke mikrokontroler maka kadar pH yang akan dihasilkan akan semakin rendah. Begitupun sebaliknya, jika tegangan yang masuk ke mikrokontroler semakin tinggi maka kadar pH yang dihasilkan pun akan semakin tinggi.2. pH meter ini akan menampilkan kadar pH dan kategori dari kadar pH tersebut jika sensor pH telah memberikan masukkan ke mikrokontroler dan memenuhi syarat dan kondisi dari program yang telah ditentukan.5.2SaranDalam laporan akhir ini penulis memberikan beberapa saran yang dapat berguna untuk para pembaca yaitu sebagai berikut:1. Sebelum dilakukan pengukuran, sebaiknya membran kaca pada pH meter selalu dibersihkan. Hal ini bertujuan untuk menghindari kerusakan pada membran kaca electrode glass.2. Untuk tugas akhir selanjutnya, dalam perancangan alat pendeteksi kadar pH ini sebaiknya ada tambahan variabel yang di ukur, yaitu berupa suhu.

14

1

PORT A

PORT C

PORT B

CPU

MUX &ADC

ADC INTERFACE

INTERNAL OSCILLATOR

WATCHDOG TIMER

Timing/ Timer

INTERRUPT UNIT

OSCILLATOR

EEPROM

USART

AGND

AREF

PORT D

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

LCD 16 x 2

CONTROLLER

LCDCOMON SIGNALSEGMENT SIGNAL

SEGMENT DRIVERSERIAL DATATIMING SIGNALDB0 - DB7RSR/WEVDDVSSVLC