TUGAS AKHIR

OTOMATISASI PIRANTI TITRASI

Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik

Program S-1 Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

Disusun oleh:

LENA

20030120016

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA

2009

Diaj

OT

ajukan sebag

Program S

U

J

TU

OMATISA

gai salah satu

S-1 Pada Juru

Universitas M

D

2

URUSAN

FAKU

UGAS AK

ASI PIRA

u syarat mem

usan Teknik

Muhammadi

Disusun ole

LENA

200301200

N TEKNIK

ULTAS TE

KHIR

ANTI TITR

mperoleh gel

k Elektro Fak

yah Yogyak

eh:

016

K ELEKTR

EKNIK

RASI

ar Sarjana T

kultas Teknik

karta

RO

Teknik

k

UN

Dosen Pe

NIVERSIT

H

O

embimbing U

TAS MUH

HALAMA

T

OTOMATIS

D

NIM

Telah di

Utama

HAMMAD

2009

AN PENG

UGAS AKH

SASI PIRAN

Disusun ole

LENAM : 200301

iperiksa dan

DIYAH YO

GESAHAN

HIR

NTI TITRA

h :

120016

disetujui :

Dose

OGYAKAR

N I

ASI

en Pembimb

RTA

bing Muda

D

I( I( I( H(

(Ir. Rif’a

Skr

Dewan Peng

Ir. Rif’an Ts(Ketua peng

Ir. H. M. Fat(Penguji ang

Ir. H. M.Ikh(Penguji ang

Helman Muh(Penguji ang

an Tsaqif A

H

O

ripsi ini telah

guji :

saqif A, MTguji / pembim

thul Qodir ggota / Pemb

hsan ggota)

hammad, STggota)

, MT)

HALAMA

OTOMATIS

h dipertahank

pada

T mbing utama

bimbing mud

T, MT

AN PENGE

SASI PIRAN

kan dan disa

tanggal 4 ju

a)

da)

(Ir.

ESAHAN

NTI TITRA

ahkan di dep

uli 2009.

H. M. Fathu

II

ASI

an dewan pe

(...... Tang

(...... Tang

(...... Tang

(...... Tang

ul Qodir)

enguji

................) ggal:

................) ggal:

................) ggal:

...............) ggal:

Menyetujui

Ketua Jurusan

Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta

( Ir. Slamet Suripto )

HALAMAN PERNYATAAN

Bahwa semua yang tertulis dalam Tugas akhir ini adalah hasil karya saya

sendiri dan atau bukan menjiplak hasil karya orang lain, kecuali yang secara tertulis

dijadikan acuan dalam penulisan naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Apabila dikemudian hari pernyataan ini tidak benar, maka saya siap menerima sanksi

dari Univesitas Muhammadiyah Yogyakarta sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Yogyakarta, 16 Juli 2009

Yang Menyatakan

LENA

MOTTO

Kekayaan yang paling berharga di dunia ini Kaya akan persaudaraan

Cita-cita yang terindah di dunia ini Ku ingin keliling dunia

PERSEMBAHAN

Rasa syukur ku panjatkan kepada ALLAH SWT atas nikmat yang telah diberikan

melalui kebesaran dan kasih sayangnya

Nabi Muhammad SAW, Berkat perjuanganmu kami masih bisa menikmati

indahnya islam

H. Sudirman dan Hj. Sijus

Aku bangga menjadi anakmu dan suatu saat nanti aku ingin kalian bangga

tehadapku

Riko saputra dan fitri rahmadhani

Adek2ku yang manis

A

d

“

t

Deng

Allah SWT

dapat men

“OTOMAT

Berb

tetapi karen

makasih

Keka

Makas

gan menguc

, yang telah

nyelesaikan

TISASI PIRA

bagai upaya

a keterbatas

h atas suppor

asih hatiku Mu

sih ya Win bua

KATA

capkan Puji

h memberik

penyusun

ANTI TITR

telah penuli

san kemamp

rt dan do’anya

m

uhammad Yun

B

at semuanya,

finis

A PENGAN

dan Syuku

kan Rahmat

nan laporan

RASI”.

is lakukan u

puan penulis

a ya, kejarlah

mau, kakak ak

nus, Semua in

Best friend Afw

akhirnya finis

s aku ganggu

NTAR

ur penulis p

dan Hidaya

n Tugas

untuk menye

, maka penu

cita-cita setin

kan selalu me

ni ku persemb

s

win hasan tek

s juga kita cip

in kamu mae

panjatkan a

ah-Nya, seh

Akhir d

elesaikan Tu

ulis meminta

nggi yang kali

endukung kali

bahkan buat m

sayank… I love

nik elektro UG

ptain alat ini d

n game heheh

akan kehadir

hingga penu

engan Jud

ugas Akhir i

a maaf kare

ian

ian

mu

e U

GM

dan

he.

rat

ulis

dul

ni,

ena

masih banyak kekurangan-kekurangan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini,

baik dalam susunan kata, kalimat maupun sistematika pembahasannya. Penulis

berharap laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangan yang positif bagi

kita semua.

Terwujudnya Laporan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan

berbagai pihak. Dan dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan rasa

terima kasih yang sebesar - besarnya kepada yang terhormat :

1. Bapak Ir. Slamet Suripto selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Mummadiyah Yogyakarta.

2. Bapak Ir. Rif’an Tsaqif A, MT selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah

meluangkan banyak waktu dan selalu memberikan bimbingan terutama

bimbingan lewat facebook.

3. Bapak Ir. H. M. Fathul Qodir, selaku Dosen Pembimbing Muda yang telah

membimbing dan selalu memberikan supportnya.

4. Bapak Ir. H. M.Ikhsan dan Bapak Helman Muhammad, ST, MT yang telah

banyak memberikan ilmu dan dorongan moril sehingga dapat terselesaikannya

skripsi ini sekaligus sebagai dosen penguji.

5. Bapak Ir. Gunawan Budiyanto, MP dan mas yuli selaku Dosen Pembimbing

lapangan yang telah membantu terciptanya alat untuk proses titrasi secara

otomatis.

6. Mas Indri Listiyono, ST selaku Staf Laboratorium yang telah membantu dan

mendukung selama penelitian tugas akhir di laboratorium teknik elektro.

7. Dosen-dosen Teknik Elektro UMY. Terima kasih atas ilmunya.

8. Seluruh Mahasiswa dan Karyawan Teknik Elektro UMY.

Semoga Tugas Akhir ini berguna bagi semua pembaca setia, Tugas Akhir ini

masih terdapat kekurangan, penulis menerima kritik dan sarannya guna

menyempurnanakan Tugas Akhir ini.

Penulis

LENA

Segenap rasa terima kasih kuucapakan kepada :

1. Muhammad april, mellysa rahmita dan herlini puspikasari makasih ya kalian

selalu kasih support (ampe curhat bercu2ran air mata heheeeee) moga ikatan

keluarga kita selalu terikat selama2nya. Ntr kita touring2 lg ya ☺ ☺ ☺

2. Yozi padli, Wowon saputra, lini makasih dah menorehkan kenangan indah

dalam hidupku, Pengandaran Beach next time aku ingin kembali.

3. Teman2 Aspuri makasih ya atas do’a dan pengertiannya, terutama buat

Rohmatina selaku ketua Aspuri dan pengurus inti dah ngasih izin pulang telat

sama ocik. Cayo!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Kuliah yang rajin ya...biar cepet wisuda juga. Oh

ya nanti klo ociok g’ ada diasrama lagi, bunga2 ociok tolong dirawat ya,,,, ☺ ☺

☺

4. Keluarga DH (Dar_el Hikmah) makasih support dan do’anya,,,, Bwt adek2 DH

ku, tetap exist ya,,,,,klo ada perkembangan selalu kabari kk’ key..

5. Bg uwi, fian, oom dan tmn2 kosan pogung,,,maaf ya datang hampir tiap hari

kekosannya awin, bikin bete ya heheheeeeee. Hidup Travian!!!!!!!!!!

6. Tek Ia,,,cepet sembuh ya dan selalu adem ayem ma ya2ng, Ifit KU Uii

(kuliahnya yang rajin ya dek,,,,jgn keluyuran teyus ntr dibilangin ma ibu lho,,,,)

7. Pasangan pengantin baru nur fitria rahmawati dan K.ian.... selamat ya moga

jadi keluarga yang shakinah, mawadah, warohma amien. Makasih ya say,,,,maaf

kmrn g’ bisa hadiri resepsi pernikahan say yang dikalimantan, lg sibuk ngurusin

TA.

8. Pak wanto dan istrinya,,,, wah makin romantis aj neh..makasih ya buat semua.

9. Teman2 TE 2003...

ladies

(rahma, heni, witri, pipit, isti, yuli, dina, ki2n, astri)

cowok2 keren

(awang, catur, putra, norman, fatur, ohsiiiiiiit alias sawir, pak cik,

pras, dhani, nuki, eko, muzaini, angga, acong, samsul, ari, aris,

pokoke bwt semua dech,,,,banyak banget, miss u all)

Kpn neh kita makraf dan kumpul2 lagi kayak dulu???????????????

Kangeeeeeeeeeeeeeeeen,,,,, sumpah dech heheeeee

10. Teman2 kumat... tetap semangat!!!!!! moga cepet kelar juga TA nya amien..

facebookannya tetap exist ya ☺ ☺ ☺ dosen kita aj pake,,,saluuuuuuuuuut dah bwt

pak rif’an ma pak Fatul,,,,dosen yang paling gaul heheeeeee (pak,,,, gmn

persentasi kmrn???? Anakmu yang manis neh sengaja ngasih kejutan bwt bapak

heheeeee, mantapkan????) nanti tetap shering2 difacebookan ya pak,,,,,, ☺ ☺ ☺

11. Teman2 facebook,,, thanks ya bwt support dan do’anya...akhirnya perjuanganku

terbayarkan sudah dengan nilai yang sangat memuaskan. Thanks juga ya,,,,dah

mewarnai dinding facebookku ☺.

12. Asep and the gank, kpn neh kita jalan2nya???ato masak2....ayo lah, ak dah mo

pulang neh ke RIAU. Asep koordinir yang laen ya,,,Ku tggu kbrnya okay,,,

13. kk’2 tingkatku,,,( mas indra thanks ya dah ngasih motor steppernya, k.bimo,

k.bayu, bg candra, mas anggun dll) sukses ya....bwt kariernya,,,

14. Si gigi2 panjang ( mita, risti, hijra ma bapaknya drakulla(kasim)) woiiiiiiiiiiiiiiiiii

giginya tuch kayaknya perlu direbonding abis tuch dipotong pake gergaji

whahahaa, oh ya heni jg tuch jangan ampe ketinggalan heheeee.

15. Temn2 ngapak (arif, viki dan the gank),,,,moga skripsinya cepet kelar dan cepet

wisuda amien.

16. B.bowo dan istri,,,, tetap semangat ya bg,,,,abang pasti bisa!!!!! p’d3 juga

selamat ya... akhirnya teman2 terdekat kita bisa wisuda bareng..duch,,,senangnya

☺

17. Teman2 maenku (yuza, ihsan, sofan, vira, gianza, wildan dll) maen seh

tempatku....kangen neh.

18. Buat semua teman2 ku yang nama g’ bisa ku cantumkan semuanya...thanks ya for

u

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PENGESAHAN I .......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN II ......................................................................... iii

HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ iv

MOTTO .............................................................................................................. v

HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vi

KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... xii

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

DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii

BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1

A. Latar Belakang ............................................................................... 1

B. Batasan Masalah ............................................................................ 3

C. Tujuan ............................................................................................ 3

D. Sistematika Penulisan .................................................................... 4

BAB II. STUDY AWAL .................................................................................. 5

A. Titrasi ............................................................................................. 5

B. Mikrokontroller AT89S51 ............................................................. 10

C. Sensor Warna TCS230 dengan Adapter AppMod ......................... 35

D. Motor Stepper ................................................................................ 45

E. Sensor Optocoupler ........................................................................ 50

F. Stirrer Magnetik ............................................................................. 52

G. LCD ............................................................................................... 53

BAB III. PERANCANGAN, PEMBUATAN, DAN PENGUJIAN ................. 56

A. Alat dan Bahan ............................................................................... 56

B. Perancangan alat otomatisasi piranti titrasi ................................... 57

C. Pengujian akhir .............................................................................. 86

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 89

Spesifikasi akhir ................................................................................. 89

BAB V. PENUTUP .......................................................................................... 96

A. Kesimpulan .................................................................................... 96

B. Saran .............................................................................................. 97

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 98

LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Daftar indikator asam basa…………………………………………….8

Tabel 2.2. Indikator yang sering digunakan pada proses titrasi asam basa……….9

Tabel 2.3. IE (Interrupt Enable)………………………………………………….21

Tabel 2.4. IP (Interrupt Priority)………………………………………...……….23

Tabel 2.5. Kombinasi M0 dan M1……………………………………………….25

Tabel 2.6. Jalur control dan fungsi-fungsinya………………………………..….40

Tabel 2.7. Urutan port basic Stamp…………………………………...…………41

Tabel 2.8. Decoding Logic………………………………………………………41

Tabel 2.9. Pin dan Fungsi.....................................................................................54

Tabel 3.1. Pengujian Mikrokontroler AT89S51…………………………………69

Tabel 3.2. hasil pengujian sensor optocoupler…………………………………..73

Tabel 3.3. Pengujian tegangan pada rangkaian mikrokontroler AT89S51............74

Tabel 4.1. Data hasil kalibrasi volume 1 tetes secara otomatis..………………...90

Tabel 4.2. Data hasil kalibrasi volume 1 tetes secara manual…………………...91

Tabel 4.3. proses titrasi secara otomatis pada larutan asam……………………..92

Tabel 4.4. proses titrasi secara otomatis pada larutan basa……………………...92

Tabel 4.5. proses titrasi secara manual pada larutan asam……………………....93

Tabel 4.6. proses titrasi secara manual pada larutan basa……………………….93

Tabel 4.7. Nilai sensor warna TCS230 pada larutan asam basa.………………...94

Tabel 4.8. Nilai sensor warna TCS230 pada kertas warna……..……………….95

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Blok Diagram Inti AT89S51………………………………………10

Gambar 2.2. Struktur Memori MCS51……………………….…………………11

Gambar 2.3. Program memori MCS51…..……………………………...………12

Gambar 2.4. Pengeksekusian program memori internal..……………………….13

Gambar 2.5. Pengaksesan data memori eksternal……………………..………..14

Gambar 2.6. Data Memori Internal...……………………………………………15

Gambar 2.7. Lower 128 dari RAM internal………………...…….…………….16

Gambar 2.8. Ruang SFR………………………………………………………...18

Gambar 2.9. Interupt Enable……………………………………………….……21

Gambar 2.10. Interupt Priority…..……………………………………………....22

Gambar 2.11. Definisi tiap bit pada timer kontrol…………………………..…..24

Gambar 2.12. Definisi bit pemilihan mode operasi Timer/Counter………..…...24

Gambar 2.13. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 0, sebagai T/C 13-bit…....26

Gambar 2.14. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 2.......................………….27

Gambar 2.15. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 3, sebagai 2 T/C 8-bit.…..28

Gambar 2.16. SCON pada Special Function Register…………………….…….30

Gambar 2.17. Serial Port pada Mode 0………………………………….……....31

Gambar 2.18. Format data Mode 1 yang diterima Modem.…………..……..…31

Gambar 2.19. Format Data 11 bit Mode 2………………………………….…..32

Gambar 2.20. Serial Port pada Mode 2…………………………………………32

Gambar 2.21. Format Data 11 bit Mode 3……………………………………...33

Gambar 2.22. Papan AppMod diinstall secara benar……………………..…….36

Gambar 2.23. Program Stamp BS2…………………………..…………………37

Gambar 2.24. Mencocokkan stand made dari mesin screw…………………….39

Gambar 2.25. Respon modul sensor warna……………………………………..43

Gambar 2.26. Skema adapter AppMod…………………………………………44

Gambar 2.27. Skema modul sensor…………………………………………..…44

Gambar 2.28. Contoh motor stepper…………………………….………….…...45

Gambar 2.29. Penampang melintang dari motor stepper tipe VR……..……......46

Gambar 2.30. Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe PM……………….....47

Gambar 2.31. Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid.…….….…48

Gambar 2.32. Motor stepper dengan lilitan unipolar……………………….…...49

Gambar 2.33. Motor stepper dengan lilitan bipolar……………………………..50

Gambar 2.34. Optocoupler tipe 4N25………………………………….……….52

Gambar 2.35. Salah satu bentuk stirrer yang sering digunakan dilaboratorium...52

Gambar 2.36. Modul LCD Karakter 2x16……...................................................53

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan alat otomatisasi piranti titrasi.….……57

Gambar 3.2. Skema Rangkaian Otomatisasi Piranti Titrasi…………….………58

Gambar 3.3. Sistem Minimum AT89S51…………..…………………….….….60

Gambar 3.4. Rangkaian Modul Sensor TCS230………………..…………..…..61

Gambar 3.5. Sketsa fisik dan blok fungsional TCS230…………………………62

Gambar 3.6. Driver Motor Stepper………………………………………….…..63

Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Optocoupler………………………………...…64

Gambar 3.8. Rangkaian Stirrer………………………………………………….65

Gambar 3.9. Rangkaian Catu Daya……………………………………………..66

Gambar 3.10. Rangkaian Penampil (LCD)………………………………….….67

Gambar 3.11. Skema Pengujian Mikrokontroller…………………………….…68

Gambar 3.12. Skema Pengujian Sensor Warna TCS230……………………….70

Gambar 3.13. Skema Pengujian Motor Stepper………………………………...71

Gambar 3.14. Skema Pengujjian Sensor optocoupler…………………………..73

Gambar 3.15. Skema Pengujian Catu Daya…………………………………….74

Gambar 3.16. Skema Pengujian Unit Penampil………………………………...75

Gambar 3.17. Flowchart program Otomatisasi Piranti Titrasi………………….78

Gambar 3.18. Bentuk statif……………………………………………………..79

Gambar 3.19. Jenis keranjang pada percobaan pertama..……………………….80

Gambar 3.20. Jenis keranjang pada percobaan kedua…………………………..81

Gambar 3.21. Motor stepper untuk memutar kran buret………………………..81

Gambar 3.22. Sensor optocoupler untuk menghitung tetesan…………………..82

Gambar 3.23. alat otomatisasi piranti titrasi…………………………………….83

Gambar 3.24. Box hitam untuk menampilkan nilai warna……………………...85

Gambar 3.25. Foto Alat Otomatisasi Piranti Titrasi…………………………….86