TE 091399

IMPLEMENTASI SENSOR

KAPASITIF DALAM SISTEM

KONTROL KADAR ETANOL

Peter Chondro

2210100136

Dosen Pembimbing

Dr M Rivai ST MT

Suwito ST MT

Bidang Studi Elektronika | Jurusan Teknik Elektro |

FTI-ITS | Surabaya 2014

Outline

PENDAHULUAN

PERANCANGAN ALAT

PENGUJIAN ALAT

KESIMPULAN

DASAR TEORI

PENDAHULUAN

bull Etanol merupakan elemen esensial dalam bidangmedis farmasi dan industri bahan bakar

bull Etanol dimanfaatkan berdasarkan kadarnya

bull Etanol akan menguap diatas suhu flash point setiapkadarnya

Latar Belakang

SISTEM KONTROL KADAR ETANOL

bull Bagaimana bentuk rancangan sensor kapasitif yang dapat digunakan untuk mengukur kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan sistem dengankapabilitas kontrol kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan algortima kontroler PID digital dalam ATmega16 sesuai dengan respon plant

bull Bagaimana pengaruh TDS aquades dalam sensor kapasitif

bull Bagaimana pengaruh pH larutan etanol dalam sensor kapasitif

Perumusan Masalah

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Outline

PENDAHULUAN

PERANCANGAN ALAT

PENGUJIAN ALAT

KESIMPULAN

DASAR TEORI

PENDAHULUAN

bull Etanol merupakan elemen esensial dalam bidangmedis farmasi dan industri bahan bakar

bull Etanol dimanfaatkan berdasarkan kadarnya

bull Etanol akan menguap diatas suhu flash point setiapkadarnya

Latar Belakang

SISTEM KONTROL KADAR ETANOL

bull Bagaimana bentuk rancangan sensor kapasitif yang dapat digunakan untuk mengukur kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan sistem dengankapabilitas kontrol kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan algortima kontroler PID digital dalam ATmega16 sesuai dengan respon plant

bull Bagaimana pengaruh TDS aquades dalam sensor kapasitif

bull Bagaimana pengaruh pH larutan etanol dalam sensor kapasitif

Perumusan Masalah

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PENDAHULUAN

bull Etanol merupakan elemen esensial dalam bidangmedis farmasi dan industri bahan bakar

bull Etanol dimanfaatkan berdasarkan kadarnya

bull Etanol akan menguap diatas suhu flash point setiapkadarnya

Latar Belakang

SISTEM KONTROL KADAR ETANOL

bull Bagaimana bentuk rancangan sensor kapasitif yang dapat digunakan untuk mengukur kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan sistem dengankapabilitas kontrol kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan algortima kontroler PID digital dalam ATmega16 sesuai dengan respon plant

bull Bagaimana pengaruh TDS aquades dalam sensor kapasitif

bull Bagaimana pengaruh pH larutan etanol dalam sensor kapasitif

Perumusan Masalah

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

bull Etanol merupakan elemen esensial dalam bidangmedis farmasi dan industri bahan bakar

bull Etanol dimanfaatkan berdasarkan kadarnya

bull Etanol akan menguap diatas suhu flash point setiapkadarnya

Latar Belakang

SISTEM KONTROL KADAR ETANOL

bull Bagaimana bentuk rancangan sensor kapasitif yang dapat digunakan untuk mengukur kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan sistem dengankapabilitas kontrol kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan algortima kontroler PID digital dalam ATmega16 sesuai dengan respon plant

bull Bagaimana pengaruh TDS aquades dalam sensor kapasitif

bull Bagaimana pengaruh pH larutan etanol dalam sensor kapasitif

Perumusan Masalah

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

bull Bagaimana bentuk rancangan sensor kapasitif yang dapat digunakan untuk mengukur kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan sistem dengankapabilitas kontrol kadar etanol

bull Bagaimana bentuk rancangan algortima kontroler PID digital dalam ATmega16 sesuai dengan respon plant

bull Bagaimana pengaruh TDS aquades dalam sensor kapasitif

bull Bagaimana pengaruh pH larutan etanol dalam sensor kapasitif

Perumusan Masalah

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

bull Mendapatkan rancangan sensor kapasitif yang mampu mengidentifikasi etanol dengan kadar 0-90

bull Terciptanya sebuah prototip sistem kontrol yang mampu mengatur kadar etanol dalam larutandengan kadar 0-50

bull Tersematnya kontrol PID pada sistem melalui keduapompa persitaltik sebagai aktuator sistem

Tujuan Penelitian

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

bull Karakterisasi sensor untuk rentang kadar etanol 0-90 dengan resolusi sebesar 10

bull Pembanding data karakterisasi sensor memanfaatkanhidrometer alkohol analog

bull Etanol 96 menggunakan tipe non food grade

bull Pelarut etanol menggunakan air suling (aquades)

Batasan Masalah

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

DASAR TEORI

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Etanol

Ion Metil

Ion Metilen

Ion Hidroksil

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Etanol

bull σ = 135x10-9 Scm

bull εr = 243 (εo = 885x10-12 Fm)

bull pH 65

bull memiliki ujung polar dan non-polar

bull larut dalam air (tidak bereaksi) - eksotermik

bull mudah menguap

Karakteristik Fisis dan Kimia Etanol 96

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Etanol

Flash Point Etanol

Konsentrasi Etanol Suhu

10 49oC

20 36oC

30 29oC

40 26oC

50 24oC

60 22oC

70 21oC

80 20oC

90 17oC

96 16oC

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Hidrometer

Kadar etanol dapat diukur menggunakanhidrometerHidrometer bekerja memanfaatkan prinsipgravitasi

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Medium Dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Sensor Kapasitif

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Osilator

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Kontrol PID

bull Terdiri atas komponen proporsional integral danderivatif

bull Setiap komponen kontrol memiliki pengaruh yang berbeda

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Proporsional

bull Menambah atau mengurangi kestabilan

bull Dapat memperbaiki respon transien khusus rise time settling time

bull Mengurangi (bukan menghilangkan) error steady state

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Integratif

bull Menghilangkan error steady state

bull Respon lebih lambat dibandingkan dengan respon proportional

bull Dapat menambah ketidakstabilan karena menambah orde sistem

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Derivatif

bull Memberikan efek redaman pada sistem yang berosilasi sehingga diperlukan pemberian nilai Kpyang lebih besar

bull Memperbaiki respon transien karena memberikan aksi saat terjadi perubahan error

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID

bull Untuk menentukan konstanta P I dan D dari kontrolPID berdasarkan respon plant

bull Ziegler Nichols 1 merupakan metode tuningberdasarkan respon step dari plant

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID

Waktu

Res

po

nP

lant

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN ALAT

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok PID

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN SENSOR

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Sensor

Desain

25 mm

115 mm

80 mm

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (1)

bull Sensor berjenis kapasitif karena etanol

termasuk sebagai bahan dielektrik

Material Konstanta Dielektrik Konduktivitas (Scm)

Vakum 1 10-15

Udara Kering 100059 8x10-15

Minyak Tanah 18 4x10-12

Kertas 36 64x10-11

Etanol 96 243 135x10-9

Air 804 4x10-8

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (2)

bull Rongga sensor dirancang relatif besar untuk

mencegah aliran listrik akibat reaksi ionisasi

CH3CH2OH + H2O CH3CH2O- + H3O+

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Sensor

Pembahasan Desain (3)

Sensor berbahan aluminium karena

bull Tidak mudah teroksidasi

bull σ = 35x107 Sm

bull Tidak bereaksi dengan etanol

bull Paramagnetik

2Al + 3H2O Al2O3 + 3H2

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoAquaserdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 5756

58112

2 5829

3 5816

4 5821

5 5834

Sampel 2

1 5556

56086

2 5643

3 5644

4 5617

5 5583

Sampel 3

1 5732

57054

2 5667

3 5672

4 5716

5 5740

Sampel 4

1 5848

58974

2 5914

3 5921

4 5866

5 5938

Sampel 5

1 5863

58216

2 5832

3 5845

4 5798

5 5770

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 57684

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor Sampel Air Mineral ldquoFlowrdquoSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 6701

66714

2 6677

3 6676

4 6649

5 6654

Sampel 2

1 6506

65284

2 6550

3 6533

4 6521

5 6532

Sampel 3

1 6625

66024

2 6620

3 6584

4 6611

5 6572

Sampel 4

1 6564

65926

2 6566

3 6613

4 6611

5 6609

Sampel 5

1 6622

65956

2 6587

3 6586

4 6604

5 6579

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 65981

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor Sampel AquadesSampel Percobaan Ke- Kapasitansi Terukur LCR meter(nF) Rerata Kapasitansi Terukur(nF)

Sampel 1

1 3221

3204

2 3221

3 3186

4 3200

5 3194

Sampel 2

1 2334

2458

2 2355

3 2419

4 2602

5 2580

Sampel 3

1 2340

2249

2 2334

3 2253

4 2111

5 2205

Sampel 4

1 2437

2375

2 2333

3 2330

4 2422

5 2355

Sampel 5

1 2420

2400

2 2422

3 2370

4 2411

5 2377

Rerata Kapasitansi Percobaan (nF) 2537

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Sampel Aquades

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor Sampel Etanol 96

Sampel Sampel Ke-Kapasitansi Terukur LCR

meter (nF)Rerata Kapasitansi Terukur (nF)

Sampel 1

1 0730

0696

2 0692

3 0681

4 0688

5 0690

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Sensor

Analisis Data Sensor

Material Konstanta Dielektrik

Etanol 96 243

Air 804

Sampel Etanol 96

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN OSILATOR

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Osilator

Skematik Rangkaian

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mengeluarkan gelombang kotak(kompatibel dengan mikrokontroler)

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Osilator

Pembahasan Rangkaian

Rancangan osilator mampu menghasilkan gelombangdengan frekuensi dibawah rating (500kHz)

Udara memiliki εr terendah (εr = 1)

Kapasitansi kabel terukur (LCR meter) = 0078nF

Kapasitansi kompensasi = 33nF

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Osilator

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz)

1 Udara

458701

459224

459174

458855

459230

2 Aquades 1

113777

114101

114340

113800

113980

3 Aquades 2

86400

85992

86501

86388

86240

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN DRIVER POMPA

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Driver Pompa

Skematik Rangkaian

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

120

140

1601

96

58

8

98

0

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

100

00

9V

12V

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Driver Pompa Pengujian

0

20

40

60

80

100

1201

96

588

980

137

3

176

5

215

7

254

9

294

1

333

3

372

5

411

8

451

0

490

2

529

4

568

6

607

8

647

1

686

3

725

5

764

7

803

9

843

1

882

4

921

6

960

8

10

00

0

9V

12V

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN SISTEM MIKROKONTROLER

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Perancangan Sistem Mikrokontroler Skematik Rangkaian

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PERANCANGAN SOFTWARE

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Program Mikrokontroler

Diagram Blok

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima Pencacah Frekuensi

Diagram Blok

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (1)

NoDuty Cycle

Tes ()Frekuensi Tes (Hz)

Nilai Bacaan Frekuensi (Hz)

Galat (Hz)

1 30

10138 101 038

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

2 50

10138 102 062

10596 1060 04

13527 13527 0

105890 105890 0

789000 789000 0

3 70

10138 102 062

10596 1061 14

13527 13526 1

105890 105887 3

789000 789998 2

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima Pencacah Frekuensi Pengujian (2)

No SampelFrekuensi Terukur

Osiloskop (Hz) Frekuensi Terukur

ATmega16 (Hz)Galat (Hz)

1 Udara

458701 458702 1

459224 459225 1

459174 459175 1

458855 458856 1

459230 459230 0

2 Aquades 1

113777 113778 1

114101 114102 1

114340 113340 0

113800 113800 0

113980 113980 0

3 Aquades 2

86400 86400 0

85992 85992 0

86501 86500 1

86388 86389 1

86240 86240 0

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima f to Etanol

Jenis Sampel f Osilator (kHz) Jenis Sampel f Osilator (kHz)

Aquades 135600 50 Etanol 174205

10 Etanol 142501 60 Etanol 181003

20 Etanol 149587 70 Etanol 188777

30 Etanol 158307 80 Etanol 195164

40 Etanol 166259 90 Etanol 205618

Dilakukan karakterisasi sensor terhadap pelbagaikonsentrasi etanol dalam aquades

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima f to Etanol

Frekuensi Osilator (Hz)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima f to Etanol

Hasil Konversi Kadar Etanol (Etanol)

Hasil Pencacahan Frekuensi setelahKompensasi TDS Pelarut

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel aquades dan aquabides dengan pelbagai nilai TDS

No TDS (ppm) Frekuensi (kHz)ΔTDS (ppm) Δf (kHz)

1 042 134615

2 049 133705 007 -0910

3 059 132336 010 -1369

4 070 131039 011 -1297

5 071 130879 001 -0660

6 081 129658 010 -1221

7 090 128137 009 -1121

8 245 108421 155 -19716

9 251 107583 006 -0838

10 255 107081 004 -0502

11 315 106247 006 -0834

12 513 81437 198 -24810

13 514 81283 001 -0154

14 515 81123 001 -0160

15 515 81117 0 -0006

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Jenis Sampel TDS Larutan (ppm)

Aquades 04

10 Etanol 04

20 Etanol 04

30 Etanol 04

40 Etanol 042

50 Etanol 042

60 Etanol 042

70 Etanol 043

80 Etanol 043

90 Etanol 043

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengaruh TDS Terhadap Sensor Kapasitif

Dilakukan percobaan pengukuran frekuensi osilator menggunakansampel larutan etanol dengan pelbagai kadar

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Diagram Blok Sistem

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

KONTROLER PID

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Algortima Kontroler PID

Diagram Blok

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID

Tuning konstanta PID dilakukan dengan menggunakan metodeziegler nichols 1 dengan dua jenis respon 0Et-10Et dan 20Et-10Et

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID 0Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 6182 0 0

PID 7418 0455 0550

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID 20Et-10Et

Respon Step

Respon Plant

Garis Singgung

Inflection Point

Garis Bantu

Waktu (s)

Kad

ar E

tan

ol(

Et

)

GRAFIK RESPON PLANT

Jenis Kontroler Kp Ki Kd

P 4689 0 0

PID 5628 0172 1450

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Tuning PID Pengujian

Kad

ar E

tan

ol(

)

Kad

ar E

tan

ol(

)

Waktu (s)

Waktu (s)

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

PENGUJIAN ALAT

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Alat

Kondisi

Konsentrasi TerukurSistem ()

Konsentrasi TerukurHidrometer ()

Replikasi ke- Replikasi ke-

I II III IV I II III IV

Tidak Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Sebelum Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Tidak Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 0 0 0 0 0 0

Diaduk Setelah Pencampuran Etanol

0 0 007 024 0 0 0 0

Sampel Aquades

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer ()Error ()

Rise Time (s)

Settling Time (s)

10

10 0 38 67

10 0 35 62

10 0 37 65

20

20 0 71 137

20 0 75 141

20 0 68 133

30

30 0 126 238

29 333 113 221

30 0 132 240

40

40 0 178 421

40 0 181 422

42 5 194 439

Uji Kontrol Normal

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian Alat

Set point ()Konsentrasi Terukur

Hidrometer()Error () Rise Time (s)

Settling Time(s)

10 9 10 24 45

20 18 10 415 59

30 28 667 42 72

40 375 625 66 109

50 47 6 104 135

10 10 0 36 62

20 20 0 41 59

30 28 667 495 76

40 38 5 69 115

50 47 6 112 143

10 10 0 36 60

20 20 0 45 59

30 295 167 48 71

40 38 5 67 112

50 48 4 108 136

Uji Kontrol denganPerubahan Set Point

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Pengujian AlatUji Kontrol denganGangguan

Gangguan Konsentrasi Terukur () Error ()

50 ml Aquades 9 10

150 ml Aquades 10 0

300 ml Aquades 10 0

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Kesimpulan

bull Sensor kapasitif yang telah dirancang dapat menghasilkan nilai kapasitansi

yang berbeda untuk sampel larutan yang berbeda sebagai fungsi

konstanta dielektrik relatif (εr)

bull Peningkatan nilai TDS (total dissolved substance) aquades sebagai pelarut

menyebabkan penurunan frekuensi osilator sensor sebesar 1200Hz pada

ΔTDS sebesar 01ppm

bull Penambahan etanol 96pada aquades tidak menaikkan TDS larutan

secara signifikan karena tidak terjadi penambahan mineral atau senyawa

logam

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Kesimpulan

bull Algoritma pencacah frekuensi yang dirancang mampu mendeteksi

perubahan frekuensi sebesar 1Hz dengan error maksimum 06

bull Konstanta PID berdasarkan Ziegler Nichols 1 untuk pompa etanol

adalah 74(Kp) 045(Ki) dan 055(Kd) untuk pompa aquades adalah

563(Kp) 017(Ki) dan 145(Kd)

bull Sistem kontrol yang dirancang mampu menghasilkan dan menjaga

konsentrasi larutan etanol dengan error hingga 10 pada tingkat

konsentrasi uji 0-50

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Saran

bull Penggunaan Gas Chromatography sebagai penyedia data

karakterisasi sensor terhadap pelbagai kadar etanol diluar

penggunaan hidrometer

bull Penggunaan motor pengaduk dengan kecepatan putar yang lebih

tinggi untuk mempercepat homogenisasi larutan

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

Dokumentasi

bull Pembuatan Etanol 10MOV

bull Pengujian Sistem Kontrol KadarMOV

bull Pembandingan DataMOV

TE 091399

TERIMA KASIH

Pengujian Alat Pengaruh pH

Set point ()Konsentrasi

Terukur ()

Error

()pH [H+]

Konduktivitas

(uS)

10

10 0 696 10-696 3472

10 0 696 10-696 3484

9 10 689 10-689 3484

20

20 0 691 10-693 3355

21 5 695 10-695 3333

20 0 69 10-690 3367

30

30 0 687 10-687 3164

30 0 688 10-688 3164

30 0 686 10-686 3164

40

40 0 665 10-665 2777

41 5 672 10-672 2762

40 0 663 10-663 2777

• 2210100136-presentation

Pengujian Alat Pengaruh pH

Set point ()Konsentrasi

Terukur ()

Error

()pH [H+]

Konduktivitas

(uS)

10

10 0 696 10-696 3472

10 0 696 10-696 3484

9 10 689 10-689 3484

20

20 0 691 10-693 3355

21 5 695 10-695 3333

20 0 69 10-690 3367

30

30 0 687 10-687 3164

30 0 688 10-688 3164

30 0 686 10-686 3164

40

40 0 665 10-665 2777

41 5 672 10-672 2762

40 0 663 10-663 2777

• 2210100136-presentation