sistem identifikasi gas menggunakan konsep … · dasar teori teori kinetika molekul gas gas...
TRANSCRIPT
SISTEM IDENTIFIKASI GAS
MENGGUNAKAN KONSEP
KROMATOGRAFI DAN
NEURAL NETWORK
ERI NUR RAHMAN 2209100701
LATAR BELAKANG
Perkembangan teknologi industri meningkat
Contohnya adalah industri makanan, industri
obat-obatan, industri pupuk dan dan industri
pengolahan minyak.
Diperlukan analisa terhadap senyawa-senyawa
yang akan digunakan dalam proses produksi.
Alat yang digunakan adalah kromatografi gas.
TUJUAN
Tercipta suatu alat yang menyerupai
kromatogafi gas yang mampu mengambil
informasi dari gas uji, menampilkan informasi
tersebut, dan mengolah informasi tersebut
sehingga bisa diklasifikasikan jenis dari gas uji.
RUMUSAN MASALAH
Bagaimana proses mengakuisisi data dari gas
pelarut yang diujikan
Bagaimana menampilkan data ADC dari
mikrokontroler ke komputer
Bagaimana proses pengolahan data sehingga
jenis gas dapat diketahui dengan cepat dan tepat
BATASAN MASALAH
Gas uji yang digunakan adalah pelarut organik
yang mudah terbakar
Pengiriman data ADC ke komputer
menggunakan komunikasi serial RS232
DASAR TEORI
Teori kinetika molekul gas
Gas terdiri dari partikel-partikel sangat kecil yang
disebut molekul
Molekul gas umumnya dipisahkan dalam jarak yang
cukup jauh.
Dianggap tidak terdapat gaya-gaya antar molekul.
Molekul-molekul bergerak secara konstan dan acak
di dalam volume gas sehingga sering terjadi
tumbukan di antara molekul itu sendiri dan dengan
dinding wadahnya.
Tumbukan di antara molekul bersifat elastik.
SIFAT DASAR GAS
Empat sifat dasar yang menentukan tingkah
laku fisis dari gas adalah banyaknya molekul
gas, volume, suhu dan tekanan. [Petrucci,
R.H,1985].
PENGERTIAN KROMATOGRAFI
Kromatografi metode pemisahan
senyawa penyusun gas sampel
diantara dua fasa yaitu fasa diam
dan fasa gerak
GAMBARAN UMUM ALAT KROMATOGRAFI
WAKTU RETENSI
Waktu retensi adalah waktu dari awal injeksi
gas uji sampai pada puncak tertinggi dari tiap
puncak.
INTERAKSI GAS UJI DENGAN KOLOM
PARTISI
Pada gambar a, menggunakan kolom partisi carbowax(polar)
sedangkan gambar b adalah kolom partisi DC 200(nonpolar).
Sampel yang diujikan adalah (1)n-heptane(98),
(2)tetrahidofuran(64), (3)2-butanone(80), (4)n-propanol(97).
PENDORONG GAS PEMBAWA
Pompa aquarium AA-001
1.Mudah digunakan
2.Tegangan maksimal 1,5V DC
3.Tekanan udara dapat diatur hingga 1
liter/menit
KONTROL SUHU
Ds1621
data yang dihasilkan dalam bentuk sinyal digital
Komunikasi yang digunakan adalah komunikasi
I2C
KONTROLER PID
Memperbaiki respon transien
Menghilangkan error steady state
Memberikan efek redaman
SWITCH AC SUPPLAY
SSR HFS41
Input antara 3-15 VDC,
Output load voltage range 380 VAC.
DETEKTOR
Tgs 2610 •Sensor gas semikonduktor •konsumsi daya yang rendah
•usia pemakaian yang relatif lama.
Nilai resistansi Rs akan berubah bila terkena gas Terdapat sebuah pemanas (heater) untuk
membersihkan ruangan sensor dari kontaminasi udara.
Suplay 5 v dc
IDENTIFIKASI
NEURAL NETWORK
FEED FORWARD
BACK PROPAGATION
GAS UJI
Heksana (nonpolar)
Kegunaan sebagai pelarut organik.
Terdapat pada bensin, lem sepatu,
tekstil.
Sifat tidak berwarna dan tidak larut
dalam air, mudah terbakar
Titik didih 68,5ºC
Flash point -26ºC
Massa jenis 0,655 g/ml
GAS UJI
Methanol(polar)
Sifatnya mudah menguap, tidak
berwarna, mudah terbakar, beracun
dengan bau khas.
Fungsinya sebagai pelarut, bahan
bakar, dan bahan aditif
Titik didih 64ºC
Flash point 11ºC
Massa jenis 0,791 g/ml
GAS UJI
Ethil asetat(nonpolar)
Berwujud cairan tak berwarna,
memiliki aroma khas, mudah terbakar.
Kegunaan sebagai pelarut,
Titik didih 77,1ºC
Flas point -4ºC
Massa jenis 0,894 g/ml
PERANCANGAN ALAT
TAMPILAN ANTARMUKA PADA
DELPHI 7
HASIL PENGUJIAN ADC
Tegangan
masukan ke-
Suplay (volt) ADC (volt) Eror (volt)
1 1,0 0,96 0,04
2 1,1 1,08 0,02
3 1,2 1,10 0,10
4 1,3 1,26 0,04
5 1,4 1,34 0,06
6 1,5 1,44 0,06
7 1,6 1,58 0,02
8 1,7 1,66 0,04
9 1,8 1,78 0,02
10 1,9 1,88 0,02
GRAFIK HASIL PENGUJIAN ADC
HASIL PENGUJIAN KONTROLER PID
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
60
12
0
18
0
24
0
30
0
36
0
42
0
48
0
54
0
60
0
66
0
72
0
78
0
84
0
90
0
96
0
10
20
10
80
11
40
12
00
12
60
13
20
13
80
Series1
No
.
Waktu(de
tik)
Suhu(°C)
1 0 29,5
2 150 60
3 300 81,5
4 450 80,5
5 600 76
6 750 71,5
7 900 68
8 1050 69
9 1200 70,5
10 1350 70
Kp = 5, Ki = 0.01, Kd = 1
PERBANDINGAN DENGAN DAN
TANPA KONTROLER
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 30 60 90 120 150 180
suhu tanpa pid
suhu pid
NO WAKTU
(DETIK)
SUHU TANPA
KONTROLER (°C)
SUHU
DENGAN
KONTROLER
PID(°C)
1 0 29,5 29,5
2 30 32,5 30,5
3 60 40 35
4 90 51 42
5 120 64 51
6 150 79,5 60
7 180 94,5 67,5
HASIL UJI SAMPEL Heksansa 1 vs Heksana 2 vs Heksana 3
HASIL UJI SAMPEL
Metanol 1 vs Metanol 2 vs Metanol 3
HASIL UJI SAMPEL
Etil asetat 1 vs etil asetat 2 vs ethil asetat 3
PERBANDINGAN KETIGA GAS UJI
Heksana vs Metana vs Ethil asetat
0.00E+00
5.00E-01
1.00E+00
1.50E+00
2.00E+00
2.50E+00
3.00E+00
3.50E+00
1
44
87
13
0
17
3
21
6
25
9
30
2
34
5
38
8
43
1
47
4
51
7
56
0
60
3
64
6
68
9
73
2
77
5
81
8
86
1
ethil asetat
heksana
metanol
HASIL PENGIDENTIFIKASIAN Pengujian
Ke-
Gas Uji Hasil Identifikasi
1 Heksana Heksana
2 Metanol Metanol
3 Ethil Asetat Ethil Asetat
4 Ethil Asetat Ethil Asetat
5 Metanol Metanol
6 Heksana Heksana
7 Heksana Heksana
8 Metanol Metanol
9 Ethil Asetat Ethil Asetat
KESIMPULAN
Penggunaan PID untuk mengontrol suhu sangat
membantu dalam sistem kromatografi, karena
perubahan suhu yang drastis bisa
mempengaruhi laju gas uji.
Bahan kolom partisi juga berpengaruh pada laju
gas uji selain suhu, dan tekanan udara
pendorong
Heksana dan ethil asetat memiliki laju lebih
cepat karena merupakan pelarut non polar,
sedangkan methana melaju lebih lambat karena
merupakan pelarut polar.
SARAN
Pada proses injeksi gas uji, ada baiknya
menggunakan suntikan yang berbeda untuk
setiap gas uji, untuk menghindari bercampurnya
gas uji.
Penggunaan pompa yang lebih stabil untuk
pendorong udara sehingga laju gas dari satu
pengujian ke pengujian berikutnya bisa sama.
TERIMAKASIH