Upload
trinhnguyet
View
253
Download
6
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR
SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM IKAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
TIPER KORNELES MUWARBERTO UNIPLAITA
NIM : 105114046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
i
TUGAS AKHIR
SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM IKAN
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
TIPER KORNELES MUWARBERTO UNIPLAITA
NIM : 105114046
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FINAL PROJECT
FISH POND WATER CONDUCTIVITY MEASUREMENT SYSTEM
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
in Electrical Engineering Study Program
TIPER KORNELES MUWARBERTO UNIPLAITA
NIM : 105114046
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2014
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya
atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar
pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 25 Agustus2014
Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO:
Aku Berpikir Maka Aku Ada
Oleh
Rene Descartes
Skripsi Ini Saya Persembahkan Untuk.…….
TUHAN YESUS yang selalu menyertai saya
Papa, Mama dan Adik atas dukungannya
“Saudara-saudara”yang selalu menemani
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertan datangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita
Nomor Mahasiswa : 105114046
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM IKAN
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada
Perpustakaan Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk
media lain, mengelolahnya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas,
dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyatan ini saya buat dengan sebenarnya.
Yogyakarta, 25 Agustus2014
Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI
Masyarakat di tepian sungai membudidayakan ikan air tawar sebagai mata
pencaharian. Sungai dengan kualitas air yang baik dapat meningkatkan kelangsungan
hidup ikan. Namun, jika air sungai terkontaminasi dengan unsur-unsur kimiawi yang
merusak, maka tingkat kelangsungan hidup ikan menurun. Sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan berfungsi mengukur nilai konduktivitas air pada kolam ikan.
Informasi nilai konduktivitas digunakan sebagai data monitoring pada sistem akuisisi data
dan indikator kontrol pada sistem kontrol.
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tegangan DC
sebagai sumber eksitasi pada dua pole elektroda. Sistem ini menggunakan empat sensor
konduktivitas dengan nilai konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
. Sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan hanya melakukan pengukuran setelah menerima
instruksi dari sistem akuisisi data. Sistem akuisisi data dan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan berkomunikasi secara serial menggunakan rangkaian RS-485.
Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
mampu
melakukan pengukuran konduktivitas dalam jangkauan pengukuran 0µS/cm sampai
5000µS/cm. Setiap sensor memiliki daerah jangkauan pengukuran yang berbeda-beda.
Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
mampu melakukan pengukuran
konduktivitas pada jangkauan nilai 163µS/cm sampai 756µS/cm dengan tingkat kesalahan
rata-rata 1% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 3%. Sensor konduktivitas dengan
konstanta sel 2cm-1
mampu melakukan pengukuran konduktivitas pada jangkauan nilai
1199µS/cm sampai 2090µS/cm dengan tingkat kesalahan rata-rata 1% dan tingkat
ketidakstabilan rata-rata 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 5cm-1
mampu
melakukan pengukuran konduktivitas pada jangkauan nilai 3750µS/cm sampai 5690µS/cm
dengan tingkat kesalahan rata-rata 0% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 1%. Sistem
juga mampu melakukan koreksi suhu pada pengukuran konduktivitas dan melakukan
komunikasi dengan sistem akuisisi data.
Kata kunci : pengukuran konduktivitas air, eksitasi DC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
People who live on the edge of river, raising fishes for their living. Rivers with high
quality water can increase the lifetimeof fishes. But, if the water contaminated by harmful
chemical then the lifetime of fishes will decrease. The function of “Fish Pond Water
Conductivity Measurement System” is measured conductivity value of water. This
information is used as data monitoring in data acquisition system and control indicator in
system control.
This system uses DC voltage as excitation sourcein two pole electrodes. There are
four conductivity sensors with four constant cell values, 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
and 10cm-1
.
The system will measures water conductivity if received instruction from acquisition
system. Fish Pond Water Conductivity Measurement System and acquisition system
communicate using RS-485.
Four conductivity sensors with four constant cell values 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
and
10cm-1
able to measuring conductivity on 0µS/cm-5000µS/cm. Every sensor has a
different range. Sensors with constant cell 1cm-1
is able to measuring on 163µS/cm-756
µS/cm with 1% average of error and 3% unstable level. Sensors with constant cell 2cm-1
is
able to measuring on 1199µS/cm-2090µS/cm with 1% average of error and 1% unstable
level. Sensors with constant cell 5cm-1
is able to measuring on 3750µS/cm-5690µS/cm
with 0% average of error and 1% unstable level. The system is able to correct water
temperature change and communicate with acquisition system.
Keywords: water conductivity measurement, DC excitation.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala penyertaan dan kasih-Nya
sehingga tugas akhir dengan judul ”Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan” ini
dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu
penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Kedua orang tua tercinta atas doa dan motivasi kepada penulis.
2. Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing atas bimbingan
selama pengerjaan tugas akhir ini.
3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang memberikan ilmu dan
pengetahuan kepada penulis selama masa kuliah.
4. Teman-teman teknik elektro angkatan 2010 yang selalu memberikan
semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.
Tugas akhir ini memiliki banyak kelemahan sehingga penulis mengharapkan
kritik dan saran untuk pengembang tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini
dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.
Penulis
Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ....................................................................................................... i
HALAM PERSETUJUAN ......................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................... v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ..................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................... vii
INTISARI ....................................................................................................................... viii
ABSTRACT ..................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ................................................................................................... x
DAFTAR ISI ................................................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv
DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvi
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................................... 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................................. 2
1.3. Batasan Masalah ........................................................................................................ 2
1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................................ 3
BAB II DASAR TEORI ............................................................................................... 5
2.1. Air Kolam Ikan .......................................................................................................... 5
2.2. Konduktivitas Listrik ................................................................................................. 5
2.2.1. Konstanta Sel ............................................................................................ 6
2.2.2. Efek Suhu .................................................................................................. 8
2.2.3. Metode Pengukuran Konduktivitas ........................................................... 9
2.3. Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................................................ 10
2.4. Sensor Suhu ............................................................................................................. 11
2.5. LCD(Liquid Crystal Display) .................................................................................. 12
2.6. Mikrokontroler ATMega32 ..................................................................................... 13
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
2.6.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega32 ............................................ 13
2.6.2. ADC(Analog to Digital Converter) ATMega32 ..................................... 14
2.6.3. Komunikasi Serial USART ATMega32 ................................................. 15
2.7. Komunikasi Serial RS-485 ...................................................................................... 17
2.8. Regulator Tegangan ................................................................................................. 18
2.9. Relay Elektromekanis .............................................................................................. 20
2.10. Transistor BJT Sebagai Saklar ................................................................................ 21
BAB III PERANCANGAN PENELITIAN ......................................................... 24
3.1. Arsitektur Sistem .................................................................................................... 24
3.2. Perancangan Sensor Konduktivitas ......................................................................... 25
3.2.1. Perancangan Konstanta Sel ..................................................................... 25
3.2.2. Perancangan Rangkaian Sensor Konduktivitas ....................................... 26
3.3. Perancangan Sensor LM35 ...................................................................................... 27
3.4. Perancangan Catu Daya 5 Volt ................................................................................ 28
3.5. Perancangan Minimum Sistem ................................................................................ 29
3.6. Perancangan Rangkaian Tombol Tekan .................................................................. 31
3.7. Perancangan Rangkaian LCD 16x2 ......................................................................... 31
3.8. Perancangan Program ............................................................................................. 32
3.8.1. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai KonstantaSel ............................. 33
3.8.2. Flowchart Subroutine Terima Data ........................................................ 34
3.8.3. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas ......................... 35
3.8.4. Flowchart Subroutine Kirim Data .......................................................... 37
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 39
4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ............................... 39
4.2. Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ........................ 45
4.3. Pengujian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ............................... 47
4.3.1. Pengujian Larutan NaOH ........................................................................ 47
4.3.2. Hasil Pengukuran Sistem pada Larutan NaOH ....................................... 48
4.3.3. Hasil Pengukuran Sistem pada Air Habitat Ikan
Dan Air Kolam Sistem Kontrol ............................................................... 52
4.4. Pengujian Subsistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .......................... 54
4.4.1. Pengujian Catu Daya 5 Volt .................................................................... 54
4.4.2. Pengujian Rangkaian LCD ..................................................................... 56
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
4.4.3. Pengujian Rangkaian Tombol Tekan ...................................................... 57
4.4.4. Pengujian ADC untuk Sensor Konduktivitas .......................................... 57
4.4.5. Pengujian Pengukuran Resistansi ........................................................... 60
4.4.6. Pengujian Sensor Suhu ............................................................................ 61
4.4.7. Pengujian Koreksi Suhu .......................................................................... 62
4.4.8. Pengujian Rangkaian Driver Relay ......................................................... 65
4.4.9. Pengujian Komunikasi Serial RS-485 .................................................... 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 68
5.1. Kesimpulan .............................................................................................................. 68
5.2. Saran ........................................................................................................................ 68
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 70
LAMPIRAN
LAMPIRAN A Data Hasil Pengukuran Konduktivitas Larutan
NaOH di LAB BBTKLPP Yogyakarta ................................................... L1
LAMPIRAN B Listing Program Mikrokontroler ............................................................. L4
LAMPIRAN C Rangkaian Elektronik Sistem ................................................................ L10
LAMPIRAN D Data Hasil Pengukuran Sistem .............................................................. L12
LAMPIRAN E Perancangan Resistor RS ........................................................................ L21
LAMPIRAN F Alat Ukur Konduktivitas Benchtop H 208G ......................................... L23
LAMPIRAN G Flowchart Pengoperasian Sensor Konduktivitas dengan
Konstanta Sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
................................................... L25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Ikan .......................... 3
Gambar 2.1. Elektroda dengan KC = 1cm-1
[12] .................................................................. 6
Gambar 2.2. Model Elektroda untuk Pengukuran Konduktivitas[12] ................................. 7
Gambar 2.3. Grafik Koreksi Suhu pada Pengukuran Konduktivitas[13] ............................ 9
Gambar 2.4. Rangkaian Pembagi Tegangan[14] ............................................................... 10
Gambar 2.5. Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35[16] ........................................................... 11
Gambar 2.6. LCD 16 x 2[17] ............................................................................................. 12
Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega32[18] ................................................................... 13
Gambar 2.8. Konfigurasi Pin IC MAX485[19] ................................................................. 17
Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan DC[20] ...................................................... 19
Gambar 2.10. Rangkaian Penyearah Tegangan AC[20]...................................................... 19
Gambar 2.11. Bagian-bagian Relay Elektromekanis[21] .................................................... 20
Gambar 2.12. Konfigurasi Common Emitter[20] ............................................................. 21
Gambar 2.13. Garis Beban DC Transistor N-P-N[20] ..................................................... 22
Gambar3.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .............. 24
Gambar 3.2. Elektroda dengan Kc =1cm-1
......................................................................... 25
Gambar 3.3. Elektroda dengan Kc = 2cm-1
........................................................................ 25
Gambar 3.4. Elektroda dengan Kc = 5cm-1
........................................................................ 26
Gambar 3.5. Elektroda dengan Kc =10cm-1
....................................................................... 26
Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Konduktivitas .................................................................. 27
Gambar 3.7. Skema Rangkaian Sensor LM35 ................................................................. 27
Gambar 3.8. Catu Daya 5 Volt ......................................................................................... 28
Gambar 3.9. Rangkaian ATMega32 ................................................................................. 29
Gambar 3.10. Rangkaian Clock Eksternal, Rangkaian Reset dan RS-485 .......................... 30
Gambar 3.11. RangkaianTombol Tekan ............................................................................. 31
Gambar 3.12. Rangkaian LCD 16x2 .................................................................................. 32
Gambar 3.13. Flowchart Progam Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ...... 32
Gambar 3.14. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel ................................. 33
Gambar 3.15. Flowchart Subroutine Terima Data .............................................................. 34
Gambar 3.16. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas .............................. 35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
Gambar 3.17. Flowchart Subroutine Konversi ADC .......................................................... 36
Gambar 3.18. Flowchart Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas ...................................... 37
Gambar 3.19. Flowchart Subroutine Kirim Data ................................................................ 37
Gambar4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .................... 39
Gambar 4.2. Terminal AC 220 Volt dan Saklar On-Off Kotak Pengukuran ..................... 40
Gambar 4.3. Rangkaian Catu Daya 5 Volt ........................................................................ 40
Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem ........................................................................ 41
Gambar 4.5. TombolTekan dan LCD ................................................................................. 41
Gambar 4.6. Terminal Komunikasi RS-485 dan Terminal Sensor .................................... 42
Gambar 4.7. Kerangka Sensor Konduktivitas KC=1cm-1
................................................... 42
Gambar 4.8. Sensor Suhu ................................................................................................... 43
Gambar 4.9. Grafik Penurunan Nilai Konduktivitas Terhadap Waktu .............................. 43
Gambar 4.10. Rangkaian Driver Relay ............................................................................... 44
Gambar 4.11. Skema Pengoperasian Sistem ....................................................................... 45
Gambar 4.12. Tampilan Hasil Pengukuran dengan KC=1cm-1
............................................ 46
Gambar4.13. Hubungan Konsentrasi dan Konduktivitas Larutan NaOH .......................... 47
Gambar 4.14. Hubungan Pengukuran Alat Ukur Baku dan Sistem .................................... 49
Gambar 4.15. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
.................... 50
Gambar 4.16. Listing Program LCD ................................................................................... 56
Gambar 4.17. Tampilan LCD “PILIH SENSOR” dan“ K=1 K=2 K=5 K=10” .................. 56
Gambar 4.18. Listing Program Tombol Tekan .................................................................... 57
Gambar 4.19. Tampilan LCD untuk Pilihan Konstanta Sel “K=1” .................................... 57
Gambar 4.20. Listing Program Konversi ADC ................................................................... 58
Gambar 4.21. Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01Volt .................................................... 59
Gambar 4.22. Listing Program Pengukuran Resistansi ....................................................... 60
Gambar 4.23. Listing Program Sensor Suhu ....................................................................... 61
Gambar 4.24. Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku ..................................... 62
Gambar 4.25. Listing Program Koreksi Suhu ..................................................................... 63
Gambar 4.26. Listing Program Driver Relay ....................................................................... 65
Gambar 4.27. Listing Program Komunikasi Serial RS-485 ................................................ 66
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Standar Kualitas Air Kolam Ikan[8][9] ............................................................ 5
Tabel 2.2. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel[11] ....................................................... 7
Tabel 2.3. Fungsi Pin LCD 16x2[17] .............................................................................. 12
Tabel 2.4. USART Baudrate Register[18] ...................................................................... 15
Tabel 2.5. Perhitungan Nilai UBRR[18] ......................................................................... 15
Tabel 2.6. Register UCSRA[18] ...................................................................................... 15
Tabel 2.7. Register UCSRB[18] ...................................................................................... 16
Tabel 2.8. Setting untuk Ukuran Karakter[18] ................................................. 16
Tabel 2.9. Register UCSRC[18] ...................................................................................... 17
Tabel 2.10. Mode Paritas[18] ............................................................................................ 17
Tabel 2.11. Fungsi Pin IC MAX485[19] ........................................................................... 18
Tabel 2.12. Tegangan Masukan Minimum pada IC LM78xx[20] .................................... 18
Tabel 3.1. Fungsi Port ATMega32 .................................................................................. 29
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Konduktivitas Alat Ukur Baku dan Sistem ....................... 48
Tabel 4.2. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC=1cm-1
........... 51
Tabel 4.3. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC=2cm-1
........... 51
Tabel 4.4. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC=5cm-1
........... 52
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Habitat Ikan ......................................... 53
Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Sistem Kontrol ........................ 53
Tabel 4.7. Perbandingan Tegangan Catu Daya Perancangan dan Pengukuran ............... 54
Tabel 4.8. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Satu saat Berbeban............................ 55
Tabel 4.9. Persentase Drop Tegangan Catu Dua dan Catu Daya Tiga saat Berbeban .... 56
Tabel 4.10. Tegangan Hasil Pengukuran dan Hasil Konversi pada Pin ADC0-ADC3 ..... 58
Tabel 4.11. Pengaruh perubahan 0,01Volt Terhadap Pengukuran Konduktivitas ............ 59
Tabel 4.12. Hasil Pengukuran Resistansi oleh Sistem ...................................................... 61
Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku ............................. 62
Tabel 4.14. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta sel 1cm-1
.............................................. 64
Tabel 4.15. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta sel 2cm-1
.............................................. 64
Tabel 4.16. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta sel 5cm-1
.............................................. 64
Tabel 4.17. Kondisi Terminal Bersama Relay ................................................................... 65
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Tabel 4.18. Pengiriman dan Penerimaan Data pada Sistem Pengukuran
Konduktivitas Air Kolam Ikan dan Sistem Akuisisi Data .............................. 67
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Banyak masyarakat di tepian sungai membudidayakan ikan air tawar. Mereka
memanfaatkan aliran air sungai untuk mengisi kolam-kolam tempat budidaya ikan. Sungai
dengan kualitas air yang baik dapat meningkatkan kelangsungan hidup ikan. Namun, jika
air sungai terkontaminasi dengan unsur-unsur kimiawi yang merusak, maka tingkat
kelangsungan hidup ikan menurun. Eka Sari Dewi[1] melakukan penelitian yang
membuktikan bahwa tingkat salinitas air berpengaruh terhadap tingkat kelangsungan hidup
ikan. Nybakken[2] menyatakan bahwa terdapat hubungan antara salinitas dan
konduktivitas. Jika air memiliki tingkat salinitas yang tinggi, maka air tersebut juga
memiliki tingkat konduktivitas yang tinggi.
Kualitas air ditentukan berdasarkan beberapa parameter seperti suhu, kekeruhan,
pH(derajat keasaman), DO(dissolved oxygen) dan konduktivitas[3]. Setiap parameter
memiliki nilai yang berbeda-beda untuk menentukan tingkat kelayakan air sebagai tempat
hidup ikan. Nilai parameter tersebut dapat digunakan sebagai indikator pengamanan
terhadap kualitas air kolam ikan.
Berdasarkan hal di atas, penulis membuat sistem pengukuran konduktivitas air
kolam ikan. Sistem ini dapat dihubungkan dengan sistem akuisisi data dan sistem kontrol
kualitas air. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari sensor, display
dan mikrokontroler. Keluaran sistem ini berupa nilai konduktivitas air dalam bentuk paket
data. Paket data digunakan untuk komunikasi dengan sistem akuisisi data dan sistem
kontrol secara serial. Sistem akuisisi data dan sistem kontrol merupakan sistem lain yang
melakukan monitoring dan kontrol terhadap kualitas air kolam ikan.
Penelitian Sergio Ramalho dkk[4], Sumariyah dkk[5] dan Ari Mustaghfirotur
Robah[6] menggunakan tegangan AC(alternating current) sebagai catu daya sensor.
Penggunaan tegangan AC sebagai catu sensor membutuhkan banyak rangkaian pendukung
seperti osilator frekuensi, detektor fase, low pass filter dan pengkondisi sinyal. Sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tegangan DC(direct current)
sebagai catu daya sensor untuk mengurangi penggunaan banyak rangkaian elektronika.
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan merupakan pengembangan dari alat ukur
konduktivitas yang telah dibuat oleh Martanto dkk[7]. Martanto dkk melakukan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
pengukuran konduktivitas pada suhu air yang tetap, sedangkan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan dapat melakukan pengukuran pada suhu air yang berubah-
ubah.
Pada proses pengukuran, sampel air dialirkan melewati sensor konduktivitas dan
sensor suhu. Kedua sensor tersebut menghasilkan keluaran berupa tegangan DC sesuai
dengan nilai konduktivitas dan suhu air. Mikrokontroler mengubah tegangan DC menjadi
data digital menggunakan fasilitas ADC(analog to digital converter). Data digital
digunakan untuk menghitung nilai konduktivitas air berdasarkan algoritma yang
ditetapkan. Mikrokontroler menampilkan nilai konduktivitas dan suhu air pada LCD
(liquid crystal display) serta mengemas nilai konduktivitas dalam paket data untuk dikirim
ke sistem akuisisi data dan sistem kontrol. Sistem akuisisi data menggunakan data
konduktivitas untuk monitoring kualitas air kolam ikan. Sistem kontrol menggunakan data
konduktivitas sebagai indikator kontrol. Jika nilai konduktivitas air kolam ikan melebihi
standar yang ditetapkan yaitu 5000 µS/cm (mikrosiemens/cm) maka sistem kontrol
melakukan aksi kontrol untuk menetralkan nilai konduktivitas air kolam ikan.
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sistem pengukuran konduktivitas air
kolam ikan yang dapat dihubungkan secara serial dengan sistem akuisisi data dan sistem
kontrol. Manfaat dari penelitian ini adalah membantu para pembudidaya ikan air tawar
untuk mengetahui tingkat konduktivitas air kolam ikan dan meningkatkan kinerja serta
efisiensi pengamanan kualitas air kolam ikan.
1.3. Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
a. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan merupakan bagian dari sistem
monitoring kualitas air kolam ikan.
b. Nilai konduktivitas air kolam ikan yang diukur adalah 0µS/cm -5000µS/cm.
c. Menggunakan sensor konduktivitas tipe Two Pole Cell yang disuplai tegangan DC.
d. Menggunakan konstanta sel dengan nilai 1cm-1
, 2cm-1
,5cm-1
dan 10cm-1
.
e. Menggunakan sensor suhu LM35.
f. Menggunakan mikrokontroler ATMega32.
g. Pengiriman secara serial menggunakan RS-485.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.4. Metodologi Penelitian
Penulisan skripsi ini menggunakan metode-metode:
a. Pengumpulan referensi, artikel dan jurnal ilmiah.
b. Perancangan hardware dan software. Tahap ini bertujuan mencari bentuk
rancangan yang tepat untuk sistem yang dibuat. Hal tersebut dilakukan dengan
mempertimbangkan berbagai aspek permasalahan dan kebutuhan. Perancangan
sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dilakukan berdasarkan gambar 1.1.
Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Ikan
Sistem monitoring kualitas air kolam ikan terdiri dari enam subsistem yaitu
pengukuran konduktivitas, pengukuran pH, pengukuran kekeruhan, pengukuran
DO, akuisisi data dan kontrol. Hasil pengukuran empat subsistem pertama dikirim
ke subsistem akuisisi data untuk disimpan dan ditampilkan dalam bentuk grafik.
Subsistem akuisisi data mengirimkan hasil pengukuran dari keempat subsistem
pengukuran ke subsistem kontrol. Subsistem kontrol menggunakan data tersebut
sebagai indikator aksi kontrol terhadap kualitas air kolam ikan. Subsistem
pengukuran konduktivitas terdiri dari beberapa bagian seperti pada gambar 1.1.
LCD
Sampel
air
Sensor suhu dan
konduktivitas
Mikrokontroler
Pengukuran pH
Pengukuran kekeruhan
Pengukuran DO
Akuisisi
data
Kontrol
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
Mikrokontroler pada subsistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan
menggunakan tegangan DC dari keluaran sensor suhu dan sensor konduktivitas
untuk menghitungan nilai konduktivitas air kolam ikan. Nilai konduktivitas air
kolam ikan yang diperoleh dari hasil perhitungan ditampilkan pada LCD dan
dikemas dalam paket data untuk dikirim ke subsistem akuisisi data secara serial.
Proses pengukuran dan pengiriman dilakukan setelah mikrokontroler menerima
perintah pengukuran yang dikirim oleh subsistem akuisisi data ke subsistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan.
c. Pembuatan hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk merealisasikan
perancangan dan alur kerja dari sistem seperti yang diterangkan pada bagian
perancangan hardware dan software.
d. Pengambilan data. Data yang diambil adalah keluaran setiap subsistem seperti
tegangan keluaran sensor suhu, keluaran sensor konduktivitas, pembacaan ADC,
nilai konduktivitas pada LCD dan data hasil pengiriman pada sistem akuisisi data.
Proses pengambilan data dilakukan pada sampel air dengan nilai konduktivitas
yang berbeda-beda.
e. Analisis dan kesimpulan penelitian. Analisis terhadap sistem dilakukan dengan
membandingkan nilai konduktivitas hasil pengukuran sistem dan hasil pengukuran
alat ukur terkalibrasi. Analisis terhadap subsistem dilakukan dengan melihat
pengaruh keluaran subsistem terhadap keluaran sistem utama. Penyimpulan hasil
percobaan didasarkan pada tingkat kesesuaian antara nilai konduktivitas hasil
pengukuran sistem dengan nilai konduktivitas hasil pengukuran alat ukur
terkalibrasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisikan teori-teori sebagai dasar dalam perancangan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan. Teori-teori yang digunakan adalah air kolam ikan,
konduktivitas listrik, rangkaian pembagi tegangan, sensor suhu LM35, mikrokontroler
ATMega32, ADC ATMega32, LCD 16x2, komunikasi serial ATMega32, komunikasi
serial RS-485, regulator tegangan, relay elektromekanis dan transistor BJT sebagai saklar.
2.1. Air Kolam Ikan[8]
Air kolam ikan adalah air yang digunakan untuk budidaya ikan yang berada di
kolam. Kolam berfungsi menampung air dalam jumlah tertentu untuk pemeliharaan ikan
dan atau hewan air lain. Berdasarkan pengertian teknis, kolam merupakan suatu perairan
buatan yang luasnya terbatas dan sengaja dibuat manusia agar mudah dikelola dalam hal
pengaturan air, jenis hewan budidaya dan target produksi. Kolam selain sebagai media
hidup ikan juga harus berfungsi sebagai sumber makanan alami bagi ikan, artinya kolam
harus berpotensi untuk dapat menumbuhkan makanan alami.
Kolam ikan dengan kualitas air yang baik dapat menunjang kehidupan ikan dan
organisme lain di dalamnya. Tingkat kualitas air kolam ikan ditentukan berdasarkan nilai
parameter yang telah ditetapkan. Berikut parameter-parameter yang harus dipenuhi untuk
mendapatkan kualitas air kolam ikan yang baik.
Tabel 2.1. Standar Kualitas Air Kolam Ikan[8][9]
No Parameter Rentang nilai Satuan
1 Suhu 25-30 oC
2 Keasaman 6,7-8,6 pH
3 Oksigen Terlarut 5-6 ppm
4 Kekeruhan 25-100 JTU
5 Konduktivitas 0-5000 µS/cm
2.2. Konduktivitas Listrik[10]
Konduktivitas listrik (electrical conductivity) adalah ukuran kemampuan suatu
bahan untuk menghantarkan arus listrik. Konduktivitas listrik dapat digunakan sebagai
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
parameter untuk mengukur konsentrasi ion dan aktivitas suatu larutan. Semakin banyak
garam, asam atau alkali dalam larutan, semakin tinggi nilai konduktivitas.
2.2.1. Konstanta Sel[11]
Konstanta sel adalah rasio antara jarak dan luas area dari elektroda yang digunakan
sebagai sensor konduktivitas. Konstanta sel dirumuskan pada persamaan 2.1.
(2.1)
Keterangan:
KC = Konstanta sel (cm-1
)
A = Luas area elektroda (cm2)
d = Jarak antara elektroda (cm)
Nilai KC (konstanta sel) yang sering digunakan sebagai standar pengukuran
konduktivitas adalah 1cm-1
. Konstanta sel 1cm-1
memiliki panjang elektroda sebesar 1cm,
lebar elektroda sebesar 1cm dan jarak antara kedua elektroda sebesar 1cm. Bentuk
elektroda sensor konduktivitas dengan ukuran konstanta sel 1cm-1
ditunjukan pada gambar
2.1.
Gambar 2.1. Elektroda dengan KC = 1cm-1
[12]
Nilai konstanta sel sensor konduktivitas tidak selalu 1cm-1
, namun dapat disesuaikan
dengan jangkauan pengukuran seperti yang ditunjukan tabel 2.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Tabel 2.2. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel[11]
No
Cell
Constant
(cm-1
)
Design
range
(µS/cm)
Lowest
range
(µS/cm)
High
range
(µS/cm)
Over
range
(µS/cm)
1 0,01 0 to 10 1 to 1 0 to 100 1 to 1000
2 0,02 0 to 20 1 to 2 0 to 200 1 to 2000
3 0,1 0 to 100 1 to 10 0 to 1000 1 to 10000
4 0,2 0 to 200 1 to 20 0 to 2000 1 to 20000
5 0,5 0 to 500 1 to 50 0 to 5000 1 to 50000
6 1,0 0 to 1000 1 to 100 0 to 10000 1 to 100000
7 2,0 0 to 2000 1 to 200 0 to 20000 1 to 200000
8 5,0 0 to 5000 1 to 500 0 to 50000 1 to 500000
9 10,0 0 to 10000 1 to 1000 0 to 100000 1 to 1000000
10 20,0 0 to 20000 1 to 2000 0 to 200000 1 to 2000000
11 50,0 0 to 50000 1 to 5000 0 to 500000 1 to 5000000
Konfigurasi elektroda sensor untuk pengukuran konduktivitas dapat dibuat seperti
gambar 2.2. Sisi A dan sisi B terbuat dari bahan konduktor sedangkan sisi yang lain terbuat
dari bahan isolator. Jika model sensor konduktivitas tersebut diisi dengan larutan yang
memiliki nilai konduktivitas tertentu, maka nilai konduktansinya dapat dihitung dengan
persamaan 2.2.
(2.2)
Keterangan:
G = Konduktansi (siemens)
σ = Konduktivitas (siemens.cm-1
)
l = Jarak antara elektroda A dan B (cm)
A = Luas area elektroda A dan B (cm2)
Gambar 2.2. Model Elektroda untuk Pengukuran Konduktivitas[12]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Persamaan konduktivitas diperoleh dari hasil subtitusi persamaan 2.1 ke persamaan
2.2 seperti yang ditunjukan pada persamaan 2.3.
(2.3)
Konduktivitas secara matematis adalah perkalian konstanta sel dan konduktansi. Prinsip
yang sama juga berlaku untuk menentukan nilai resistansi larutan yang ditunjukan pada
persamaan 2.4.
(2.4)
Keterangan:
R = Resistansi ( ohm )
ρ = Resistivitas ( ohm.cm )
l = Jarak antara elektroda A dan B ( cm )
A = Luas area elektroda A dan B ( cm2 )
2.2.2. Efek Suhu[13]
Pengukuran konduktivitas bergantung pada suhu. Suhu yang meningkat
menyebabkan ion-ion yang terdapat pada air lebih mudah bergerak. Ion yang mudah
bergerak mengakibatkan lebih banyak arus listrik yang mengalir dari elektroda satu ke
elektroda yang lain sehingga konduktivitas meningkat.
Suhu referensi digunakan sebagai pembanding hasil pengukuran konduktivitas pada
suhu yang berubah-ubah. Suhu referensi yang digunakan adalah 25°C. Alat ukur
konduktivitas mengukur konduktivitas dan suhu air, kemudian mengubah nilai
konduktivitas pengukuran berdasarkan suhu referensi menggunakan fungsi koreksi suhu
seperti yang ditunjukan pada persamaan 2.5.
- (2.5)
Keterangan:
σ = Konduktivitas pada suhu referensi (µS/cm)
σ = Konduktivitas pada suhu pengukuran (µS/cm)
T = Suhu pengukuran (oC)
TRef = Suhu referensi (oC)
ө = Koefisien suhu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Grafik koreksi suhu pada gambar 2.3 menunjukan bahwa koreksi suhu akurat pada batas T1
= 26°C dan T2 = 14°C dengan TRef = 25°C. Perbedaan T dan TRef yang besar dapat
meningkatkan resiko error pada perhitungan nilai konduktivitas.
Gambar 2.3. Grafik Koreksi Suhu pada Pengukuran Konduktivitas[13]
2.2.3. Metode Pengukuran Konduktivitas[10]
Metode pengukuran konduktivitas terdiri dari metode kontak dan metode induktif.
Penggunaan kedua metode tersebut tergantung dari nilai konduktivitas, jumlah padatan
tersuspensi dan sifat korosif larutan. Metode induktif lebih baik pada pengukuran larutan
yang bersifat korosif, tersuspensi dan memiliki nilai konduktivitas tinggi. Pada penilitian
ini, air yang menjadi objek pengukuran tidak bersifat korosif dan tersuspensi sehingga
metode pengukuran yang digunakan adalah metode kontak.
Rangkaian sensor konduktivitas pada metode kontak terdiri dari elektroda sensor
dan analyzer. Analyzer (rangkaian kontrol) berfungsi menyuplai tegangan ke elektroda
sensor yang terbuat dari stainless steel atau titanium untuk menghasilkan medan listrik.
Medan listrik menyebabkan ion bergerak sehingga menghasilkan arus listrik. Analyzer
mengukur beda potensial pada elektroda sensor dan menggunakan hukum ohm untuk
menghitung hambatan dari larutan. Nilai hambatan larutan digunakan untuk menghitung
nilai konduktivitas larutan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.3. Rangkaian Pembagi Tegangan[14]
Arus listrik yang mengalir melewati suatu penghantar selalu berbanding lurus
dengan beda potensial yang diterapkan padanya. Beda potensial pada suatu hambatan
secara matematis adalah perkalian besar hambatan dengan arus yang mengalir melewati
hambatan tersebut.
Gambar 2.4. Rangkaian Pembagi Tegangan[14]
Variabel Vin adalah sumber tegangan konstan yang menyuplai resistor R1 dan R2
seperti pada gambar 2.4. Resistor R1 dan R2 disusun secara serial sehingga total hambatan
kedua resistor tersebut adalah penjumlahan besar resistor R1 dan R2. Besar arus listrik yang
mengalir melewati kedua resistor tersebut diperoleh dari perkaliam antara sumber tegangan
Vin dan hasil perbandingan salah satu resistor dengan penjumlahan besar resistor R1 dan
R2.
Teori diatas menghasilkan perhitungan nilai tegangan pada resistor R1 seperti yang
ditunjukan pada persamaan 2.6.
VR1 =
(2.6)
dengan proses yang sama, tegangan pada resistor R2 dapat dihitung dengan persamaan 2.7.
VR2 =
(2.7)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
2.4. Sensor Suhu[15]
Sensor suhu yang digunakan pada penelitian ini adalah sensor LM35. Sensor LM35
memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan dibanding sensor suhu yang lain.
Sensor LM35 mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi,
sehingga dapat dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus. Sensor LM35 memiliki
akurasi sebesar 0,5ºC pada suhu 25ºC dan jangkauan maksimal antara -55ºC sampai
+150ºC. Sensor suhu LM35 bekerja pada tegangan 4 volt sampai 20 volt dengan arus
kurang dari 60µA. Arus kerja yang kecil menghasilkan self-heating yang kurang dari 0,1ºC
pada udara diam.
Penelitian ini menggunakan sensor LM35 dengan kemasan TO-92 seperti pada
gambar 2.5.
Gambar 2.5. Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35[16]
Sensor LM35 memiliki tiga pin. Pin satu adalah pin sumber tegangan. Pin tiga
adalah pin ground. Pin dua adalah pin tegangan keluaran. Tegangan keluaran sensor LM35
memiliki jangkauan dari 0 volt sampai dengan 1,5 volt. Tegangan keluaran sensor LM35
bertambah sebesar 0,01 volt setiap kenaikan 1oC. Tegangan keluaran sensor LM35 dapat
dihitung menggunakan persamaan 2.8.
VLM35 = Suhu . 0,01 volt (2.8)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
2.5. LCD(Liquid Crystal Display)[17]
LCD adalah display dengan cairan kristal yang diopersikan menggunakan sistem
dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronik seperti
kalkulator, multitester digital dan jam digital. Penelitian ini menggunakan LCD dengan
ukuran 16x2. LCD 16x2 memiliki ukuran lebar display 16 kolom dan 2 baris dengan 16
pin konektor. LCD 16x2 ditunjukkan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6. LCD 16x2[17]
Setiap pin pada LCD 16x2 memiliki fungsi yang berbeda-beda. Fungsi Pin LCD
16x2 terdapat pada tabel 2.3.
Tabel 2.3. Fungsi Pin LCD 16x2[17]
No Pin Nama pin Fungsi
1 1 VSS Ground voltage
2 2 VCC 5 volt
3 3 VEE Contrast voltage
4
4
RS
Register select
5 0=Instruction register
6 1= Data register
7
5
R/W
Read/Write
8 0 = Write mode
9 1= Read mode
10
6
E
Enable
11 0 = To start latch data to LCD character
12 1=Disable
13 7-14 DB0 - DB7 Data bit ke-0 (LSB) - data bit ke-7 (MSB)
14 15 BPL Black plane light
15 16 GND Ground voltage
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
2.6. Mikrokontroler ATMega32[18]
2.6.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega32[18]
Mikrokontroler merupakan perangkat yang terintegrasi dengan I/O port, RAM,
ROM, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan kontrol. Mikrokontroler 8-bit
yang dikembangkan oleh Atmel dengan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set
Computer) dapat mencapai throughput eksekusi instruksi 1MIPS (Million Instruction Per
Second). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu ATtiny,
AT90xx, ATmega, dan AT86RFxx. Kelas mikrokontroler AVR dibedakan berdasarkan
ukuran memori, peripheral, speed dan operasi tegangan, sedangkan arsitektur dan instruksi
yang digunakan hampir sama. Konfigurasi pin ATMega32 ditunjukan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega32[18]
Konfigurasi pin ATMega32 dijelaskan sebagai berikut:
a. Pin 1 sampai pin 8(Portb) merupakan port parallel 8-bit dua arah(bidirectional)
yang dapat digunakan untuk general purpose dan special feature.
b. Pin 9 adalah pin reset yang aktif jika mendapat minimum pulse.
c. Pin 10 adalah pin VCC yang dihubungkan ke sumber tegangan 2,7-5,5 volt.
d. Pin 11 dan 31 adalah pin ground yang dihubungkan ke vss atau ground.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
e. Pin 12(XTAL2) adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. XTAL2 dapat
menggunakan osilator kristal atau sumber osilator luar sebagai sumber masukan.
f. Pin 13(XTAL1) adalah pin keluaran dari rangkaian osilator internal. Pin ini dipakai
bila menggunakan osilator kristal.
g. Pin 14 sampai 21(Portd) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan
internal pull-up resistors untuk general purpose dan special feature.
h. Pin 22 sampai 29(Portc) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan
internal pull-up resistors untuk general purpose dan special feature.
i. Pin 30 adalah pin AVCC yang dihubungkan ke VCC jika menggunakan fasilitas
ADC. Pin ini menyuplai daya untuk porta dan A/D converter.
j. Pin 32 adalah pin AREF yang berfungsi sebagai referensi untuk pin analog jika
menggunakan fasilitas A/D Converter.
k. Pin 33 sampai 40(Porta) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan
internal pull-up resistors untuk general purpose.
2.6.2. ADC(Analog to Digital Converter) ATMega32[18]
ADC pada ATMega32 merupakan ADC 10-bit tipe Successive Approximation.
Terdapat delapan kanal ADC dengan ukuran 10-bit. ADC dapat digunakan dengan
memberikan masukan tegangan pada port ADC yaitu porta. ADC memiliki dua jenis mode
yaitu single conversion dan free running. Pada mode single conversion pengguna
mengaktifkan ADC setiap kali melakukan konversi data, sedangkan pada mode free
running pengguna hanya sekali mengaktifkan ADC.
ADC dilengkapi dengan rangkaian sampler yang dapat menahan tegangan masukan
sehingga tegangan tetap konstan selama proses konversi. ADC mempunyai catu daya yang
terpisah yaitu pin AVCC-AGND. Konversi ADC menjadi keliru jika tegangan AVCC
berbeda ±0,3 volt dari tegangan VCC dan sinyal masukan ADC melebihi tegangan
referensi. Nilai digital untuk resolusi 10-bit dihitung menggunakan persamaan 2.9,
sedangkan data tegangan pada pin ADC dihitung menggunakan persamaan 2.10.
. 1023 (2.9)
.VRef (2.10)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
2.6.3. Komunikasi Serial USART ATMega32[18]
Universal synchronous and asynchronous serial receiver and transmitter adalah
layanan komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega32. UBRR (USART baud rate
register) adalah register 16-bit yang berfungsi menentukan kecepatan transmisi data saat
terjadi komunikasi serial. UBRR dibagi menjadi dua bagian yaitu UBRRH dan UBRRL.
Tabel 2.4. USART Baudrate Register[18]
Register Keterangan
URSEL - - - UBRR[11..8] UBRRH
UBRR[7..0] UBRRL
a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSR.
b. UBRR adalah tempat menyimpan konstanta penentu kecepatan komunikasi serial.
Tabel 2.5. Perhitungan Nilai UBRR[18]
NO Operating mode Equation for alculation
baud rate
Equation for alculation
UBRR value
1 Asynchronous normal
mode ( U2X = 0 ) BAUD =
UBRR =
-1
2 Asynchronous doubble
speed mode ( U2X = 0 ) BAUD =
UBRR =
-1
3 Asynchronous master
mode BAUD =
UBRR =
-1
U2X merupakan bit pada register UCSRA
Tabel 2.6. Register UCSRA[18]
Register Keterangan
RXC TXC UDRE FE DOR PE U2X MPCM UCSRA
a. RXC bernilai satu jika ada data yang belum terbaca dan bernilai nol jika tidak ada
data.
b. TXC bernilai satu jika keseluruhan data sudah terkirim.
c. UDRE adalah interupsi yang aktif jika UDRIE pada UCSRB diberi nilai satu.
UDRE bernilai satu jika buffer kosong dan bernilai nol jika buffer penuh.
d. FE bernilai satu jika terjadi error pada proses penerimaan data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
e. DOR bernilai satu jika terjadi over run data, artinya register penerima telah penuh
dan terdapat data baru yang menunggu.
f. PE bernilai satu jika terjadi error pada paritas.
g. U2X digunakan pada mode asinkron.
h. MPCM digunakan pada proses multiprocessor.
Register UCSRB berfungsi mengatur komunikasi serial. Bagian-bagian register
UCSRB ditunjukan pada tabel 2.7.
Tabel 2.7. Register UCSRB[18]
Register Keterangan
RXCIE TXCIE UDRIE RXEN TXEN UCSZ2 RXB8 TXB8 UCSRB
a. RXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada penerimaan data serial. RXCIE
bernilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif.
b. TXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada pengiriman data serial. TXCIE
bernilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif.
c. UDRIE berfungsi untuk mengaktifkan interupsi pada UDRE. Jika UDRIE bernilai
satu maka interupsi aktif.
d. RXEN berfungsi untuk mengaktifkan mode penerimaan data serial.
e. TXEN berfungsi untuk mengaktifkan mode pengiriman data serial.
f. UCZ2 pada UCSRB dan UCZ1, UCZ0 pada UCSRC berfungsi untuk mengatur
ukuran karakter serial yang dikirimkan.
Tabel 2.8. Setting untuk Ukuran Karakter[18]
No UCZ2 UCZ1 UCZ0 Ukuran karakter (bit)
1 0 0 0 5
2 0 0 1 6
3 0 1 0 7
4 0 1 1 8
5 100-110 tidak digunakan
6 1 1 1 9
Register UCSRC berfungsi mengatur mode kecepatan komunikasi serial. Bagian-
bagian register UCSRC ditunjukan pada tabel 2.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Tabel 2.9. Register UCSRC[18]
Resgister Keterangan
URSEL UMSEL UPM1 UPM0 USBS UCZ1 UCSZ0 UCPOL8 UCSRC
a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSRC
b. UMSEL adalah bit pemilih antara komunikasi sinkron atau komunikasi asinkron.
UMSEL diberi nilai satu untuk komunikasi sinkron dan diberi nilai nol untuk
komunikasi asinkron.
c. UPM [1..0] adalah bit pengatur paritas.
Tabel 2.10. Mode Paritas[18]
No UPM1 UPM0 Mode paritas
1 0 0 Tidak aktif
2 0 1 Tidak digunakan
3 1 0 Paritas genap
4 1 1 Paritas ganjil
a. USBS adalah bit pemilih ukuran stop bit. USBS diberi nilai nol untuk jumlah
paritas satu dan diberi nilai satu untuk jumlah paritas dua.
b. UCSZ[1..0] adalah bit pengatur jumlah karakter serial.
c. UCPOL adalah bit pengatur hubungan antara perubahan data keluaran dan masukan
serial dengan clock sinkronisasi.
2.7. Komunikasi Serial RS-485[19]
RS-485 adalah standar yang digunakan untuk komunikasi serial pada jarak jauh.
RS-485 dapat menghubungkan 32 unit beban dengan dua kabel tanpa referensi ground
yang sama untuk setiap unit beban. RS-485 mengubah level tegangan TTL menjadi selisih
tegangan antara keluaran pin A dan pin B IC MAX485 untuk meminimalkan noise.
Gambar 2.8. Konfigurasi Pin IC MAX485[19]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Rangkaian RS-485 terdiri dari jaringan multidrop dan IC MAX485. IC MAX485
memiliki beberapa pin dengan fungsi yang berbeda-beda. Konfigurasi pin IC MAX485
ditunjukan pada gambar 2.8, sedangkan fungsi pin IC MAX485 ditunjukan pada tabel 2.11.
Tabel 2.11. Fungsi Pin IC MAX485 [19]
Pin Simbol Fungsi Pin
1 RO Receiver Output
2 RE Receiver Output Enable
3 DE Driver Output Enable
4 DI Drive Input
5 GND Ground
6 A Non-Inverting Receiver Input and Non-Inverting Driver Output
7 B Inverting Receiver Input and Inverting Drive Output
8 Vcc Supply Voltage
2.8. Regulator Tegangan[20]
Penelitian ini menggunakan regulator tegangan positif berupa IC LM78xx yang
dilengkapi dengan pembatas arus. IC LM78xx terdiri dari tiga pin yaitu pin tegangan
masukan, pin ground dan pin tegangan keluaran. IC LM78xx bekerja sebagai regulator
tegangan DC yang stabil jika mendapat tegangan input lebih dari atau sama dengan MIV
(Minimum Input Voltage). Arus maksimum beban output IC LM78xx yang diperbolehkan
kurang dari atau sama dengan MC (maximum current). Level tegangan minimum untuk
pengoperasian IC LM78xx ditunjukan pada tabel 2.12.
Tabel 2.12. Tegangan Masukan Minimum pada IC LM78xx [20]
No
Jenis
IC
LM78xx
Tegangan
keluaran
(volt)
Tegangan masukan
minimum
(volt)
1 7805 5 7,3
2 7806 6 8,3
3 7808 8 10,5
4 7810 10 12,5
5 7812 12 14,6
6 7815 15 17,7
7 7818 18 21,0
8 7824 24 27,1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Sebagai regulator tegangan, IC LM78xx dapat dirangkai seperti gambar 2.9.
Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan DC[20]
Rangkaian diatas membutuhkan tegangan masukan yang lebih atau sama dengan level
tegangan minimum IC LM78xx. Penelitian ini menggunakan tegangan masukan yang
bersumber dari tegangan transformator. Tegangan transfomator yang masih berupa
tegangan AC disearahkan menggunakan jembatan dioda dan difilter menggunakan
kapasitor seperti yang ditunjukan pada gambar 2.10.
Gambar 2.10. Rangkaian Penyearah Tegangan AC[20]
Nilai kapasitor C dihitung menggunakan persamaan 2.11.
C =
√ (2.11)
Keterangan:
C = Kapasitor (µFarad)
= Arus beban (mA)
f = Frekuensi (Hz)
= Tegangan ripple rms (volt)
Nilai dihitung menggunakan persamaan 2.12.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
-
(2.12)
Vr(p-p) atau tegangan ripple peak to peak merupakan selisih antara tegangan keluaran
jembatan dioda dengan tegangan masukan minimum IC LM78xx. Tegangan ripple peak to
peak dihitung menggunakan persamaan 2.13.
( - ) - (2.13)
Keterangan:
Vm = Tegangan keluaran jembatan dioda (volt)
Vmin = Tegangan minimum masukan IC LM78xx (volt)
Jika tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian
disearahkan menggunakan dioda, maka nilai Vm dapat dihitung menggunakan persamaan
2.14.
√ - (2.14)
Vac merupakan tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan transformator
step-down. Tegangan Vac dikurangi dengan nilai 1,4 volt jika rangkaian regulator tegangan
menggunakan penyearah gelombang penuh untuk menyearahkan tegangan AC dari
transformator.
2.9. Relay Elektromekanis[21]
Relay elektromekanis adalah relay yang menghasilkan pergerakan atau kontak saat
mendapatkan energi listrik. Relay elektromekanis terdiri dari dua bagian yaitu coil dan
contact. Bagian-bagian relay elektromekanis dapat dilihat pada gambar 2.11.
Gambar 2.11. Bagian-bagian Relay Elektromekanis[21]
Coil adalah gulungan kawat yang dialiri arus listrik untuk menghasilkan energi.
Contact adalah jenis saklar yang pergerakannya tergantung dari besar arus yang mengalir
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
pada coil. Terdapat dua jenis contact yaitu normally opened contact dan normally closed
contact. Normally opened contact adalah kondisi dimana terminal relay elektromekanis
berada pada keadaan terbuka atau tidak terhubung sebelum coil dialiri arus listrik.
Normally closed contact adalah kondisi dimana terminal relay elektromekanis berada pada
keadaan tertutup atau terhubung sebelum coil dialiri arus listrik.
2.10. Transistor BJT Sebagai Saklar[20]
Transistor BJT adalah perangkat semikonduktor yang terdiri dari tiga lapis bahan
tipe-p dan tipe-n yaitu N-P-N atau P-N-P.
Gambar 2.12. Konfigurasi Common Emitter[20]
Penelitian ini menggunakan transistor dengan tipe N-P-N. Transistor N-P-N dapat
difungsikan sebagai saklar dengan memanfaatkan kondisi saturasi dan cut-off pada
konfigurasi common emitter sepeti yang ditunjukan gambar 2.12.
Arus kolektor pada terminal transistor N-P-N yang ditunjukan gambar 2.12 dapat
dihitung menggunakan persamaan 2.15.
IC = IB . β (2.15)
Keterangan:
IC = Arus terminal kolektor (mA)
IB = Arus terminal basis (µA)
β = Penguatan transistor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Transistor N-P-N berada pada kondisi cut-off jika tidak ada arus yang mengalir
melewati terminal basis. Arus basis dan arus kolektor dapat dihitung dengan persamaan
2.16 dan 2.17.
IB = -
(2.16)
IC = -
(2.17)
Keterangan:
VBB = Tegangan catu basis (volt)
VBE = Tegangan basis-emiter transistor (volt)
VCC = Tegangan catu kolektor (volt)
RB = Hambatan basis (ohm)
RC = Hambatan kolektor (ohm)
Karakteristik keluaran transistor N-P-N dan garis beban transistor N-P-N ditunjukan
pada gambar 2.13
Gambar 2.13. Garis Beban DC Transistor N-P-N[20]
Jika transistor N-P-N berada pada kondisi saturasi maka perubahan arus basis tidak
mempengaruhi arus kolektor. Arus kolektor pada kondisi ini dapat dihitung dengan
persamaan 2.18.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
(2.18)
Jika transistor berada pada daerah saturasi maka tegangan VCE menjadi sangat kecil dan
transistor berada pada kondisi on.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
BAB III
PERANCANGAN PENELITIAN
3.1. Arsitektur Sistem
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dibagi menjadi bagian pengukuran
dan bagian komunikasi. Bagian pengukuran dan bagian komunikasi terdiri dari beberapa
subsistem seperti pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Pada bagian pengukuran, LCD menampilkan informasi kepada user. Informasi
yang ditampilkan adalah nilai konduktivitas hasil pengukuran. Sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan memiliki empat sensor konduktivitas dengan nilai konstanta
sel 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
. Pilihan sensor konduktivitas yang ingin digunakan
dapat dimasukan lewat tombol tekan. ADC-0 sampai dengan ADC-3 pada ATMega32
mengubah tegangan keluaran sensor konduktivitas menjadi data digital, sedangkan ADC-4
digunakan untuk mengubah tegangan keluaran sensor suhu. ATMega32 menggunakan
tegangan dari sensor konduktivitas dan sensor suhu untuk menghitung nilai konduktivitas
air kolam ikan. Nilai konduktivitas juga dikemas menjadi paket data.
Pada bagian komunikasi, RS-485 menghubungkan ATMega32 dengan sistem
akuisisi data dan sistem kontrol. ATMega32 mengirimkan paket data secara serial lewat
pin Tx-Rx ke sistem akuisisi data dan sistem kontrol. Nilai konduktivitas diukur dan
dikirim setelah sistem menerima perintah dari sistem akuisisi data.
SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM
IKAN
Bagian Pengukuran Bagian Komunikasi
Sensor
konduktivitas
Sensor suhu
ATMega 32
Display
LCD
Rangkaian
tombol tekan
Pin
Tx-Rx RS-485
Sistem
akuisisi
data dan
sistem
kontrol
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
3.2. Perancangan Sensor Konduktivitas
Sensor konduktivitas pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan
menggunakan dua elektroda yang dibuat dari stainless steel setebal 1mm, sedangkan
kerangka sensor konduktivitas dibuat dari bahan acrylic dengan tebal 2mm.
3.2.1. Perancangan Konstanta Sel
Terdapat empat sensor konduktivitas dengan nilai konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
. Ukuran konstanta sel sensor konduktivitas dirancang berdasarkan persamaan
2.1.
a. KC = 1cm-1
dan ditetapkan A = 1cm2, dengan menggunakan persamaan 2.1
diperoleh d = 1cm. Luas area elektroda sebesar 1cm2 diperoleh dengan ketentuan
panjang elektroda adalah 1cm dan lebar elektroda adalah 1cm seperti pada gambar
3.2.
Gambar 3.2. Elektroda dengan KC = 1cm-1
b. KC = 2cm-1
dan ditetapkan A = 1cm2, dengan menggunakan persamaan 2.1
diperoleh d = 2cm. Luas area elektroda sebesar 1cm2 diperoleh dengan ketentuan
panjang elektroda adalah 1cm dan lebar elektroda adalah 1cm seperti pada gambar
3.3.
Gambar 3.3. Elektroda dengan KC = 2cm-1
1cm
1cm
2cm
1cm
1cm
1cm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
c. KC = 5cm-1
dan ditetapkan A = 1cm2, dengan menggunakan persamaan 2.1
diperoleh d = 5cm. Luas area elektroda sebesar 1cm2 diperoleh dengan ketentuan
panjang elektroda adalah 1cm dan lebar elektroda adalah 1cm seperti pada gambar
3.4.
Gambar 3.4. Elektroda dengan KC = 5cm-1
d. KC = 10cm-1
dan ditetapkan A = 1cm2, dengan menggunakan persamaan 2.1
diperoleh d = 10cm. Luas area elektroda sebesar 1cm2 diperoleh dengan ketentuan
panjang elektroda adalah 1cm dan lebar elektroda adalah 1cm seperti pada gambar
3.5.
Gambar 3.5. Elektroda dengan KC = 10cm-1
3.2.2. Perancangan Rangkaian Sensor Konduktivitas
Sensor konduktivitas menggunakan catu daya DC (Vs) untuk eksitasi elektroda dan
sebuah resistor (Rs) yang diserikan dengan sensor konduktivitas seperti pada gambar 3.6.
Tegangan sumber Vs ditentukan sama dengan tegangan suplai ATMega32 yaitu 5 volt.
Resistor Rs untuk setiap konstanta sel memiliki nilai yang berbeda-beda. Besar Rs pada
konstanta sel 1cm-1
adalah 100 ohm, Rs pada konstanta sel 2cm-1
adalah 200 ohm, Rs pada
konstanta sel 5cm-1
adalah 500 ohm dan Rs pada konstanta sel 10cm-1
adalah 1000 ohm.
Resistor Rs memiliki dua fungsi. Pertama, Rs digunakan untuk menglinierkan nilai
tegangan keluaran sensor konduktivitas terhadap nilai konduktivitas hasil perhitungan.
1cm
10cm
1cm
1cm
5cm
1cm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Kedua, Rs digunakan untuk membatasi nilai keluaran sensor konduktivitas. Keluaran
sensor konduktivitas dihubungkan dengan ADC-0 untuk konstanta sel 1cm-1
sampai
dengan ADC-3 untuk konstanta sel 10cm-1
.
Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Konduktivitas
3.3. Perancangan Sensor LM35
Sensor LM35 digunakan untuk mengukur suhu air. Sensor LM35 memiliki tiga pin
seperti pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Skema Rangkaian Sensor LM35
Pin satu sensor LM35 dihubungkan dengan catu daya 5 volt. Pin dua sensor LM35
dihubungkan dengan ADC-4 ATMega32, sehingga tegangan keluaran sensor LM35 dapat
dikonversi menjadi data digital. Data digital digunakan untuk menghitung nilai suhu air
yang terukur oleh sensor LM35. Pin tiga Sensor LM35 dihubungkan dengan titik ground.
1
2
3
5 volt
ADC-4
Ground
Vs = 5 volt
ADC 0 – ADC 3
Rs
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
3.4. Perancangan Catu Daya 5 Volt
Rangkaian catu daya berfungsi untuk menghasilkan tegangan DC konstan sebesar 5
volt dengan menggunakan IC LM7805. IC LM7805 mendapat masukan tegangan dari
keluaran transformator yang telah disearahkan menggunakan dioda dan kapasitor sebagai
filter. Rangkaian catu daya 5 volt ditunjukan pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Catu Daya 5 Volt
Rangkaian catu daya pada gambar 3.8 menggunakan Transformator CT dengan
arus 2A. Tegangan keluaran transformator CT disearahkan menggunakan dioda MR504
dengan rating arus 3A. Nilai kapasitor C2 sebesar 330nF dan kapasitor C3 sebesar 100nF
disesuaikan dengan datasheet IC LM7805. Nilai kapasitor C1 sebagai filter dapat dihitung
menggunakan persamaan 2.11, 2.12, 2.13 dan 2.14.
VAC pada gambar 3.8 merupakan tegangan AC sebesar 9 volt yang bersumber dari
transformator CT. Nilai VAC disubtitusi ke persamaan 2.14 sehingga diperoleh Vm sebesar
11,328 volt. Jika nilai Vm disubtitusi ke persamaan 2.13, dengan Vmin berdasarkan tabel
2.12 sebesar 7,3 volt maka diperoleh nilai Vr(p-p) sebesar 4,028 volt. Nilai Vr(p-p)
disubtitusi ke persamaan 2.12 sehingga diperoleh Vr(rms) sebesar 2,325 volt. Nilai
kapasitor C1 dihitung menggunakan persamaan 2.11, jika frekuensi yang digunakan
adalah 50Hz dengan Idc sebesar 2A dan Vr(rms) sebesar 2,325 volt maka diperoleh C1
sebesar 2069µF. Rangkaian catu daya 5 volt menggunakan kapasitor C1 dengan nilai
2200µF karena nilai kapasitor sebesar 2069µF tidak terdapat dipasaran.
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tiga catu daya 5
volt. Semua rangkaian catu daya menggunakan konfigurasi rangkaian dan nilai komponen
yang sama seperti pada gambar 3.8. Perbedaan antara ketiga rangkaian catu daya tersebut
adalah setiap rangkaian mencatu jenis beban yang berbeda-beda. Rangkaian catu daya satu
mencatu minimum sistem dan rangkaian sensor. Rangkian catu daya dua mencatu
rangkaian RS-485. Rangkaian catu daya tiga mencatu rangkaian tombol tekan dan LCD.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
3.5. Perancangan Minimum Sistem
Minimum sistem merupakan pusat kontrol dan pengolahan data pada sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan. Rangkaian minimum sistem terdiri dari
ATMega32 sebagai komponen utama, rangkaian clock eksternal, rangkaian reset dan RS-
485. Rangkaian ATMega32 dapat dilihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. Rangkaian ATMega32
Konfigurasi penggunaan port ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.1.
Tabel 3.1. Fungsi Port ATMega32
Port Pin Fungsi
A
0 ADC konstanta sel 1cm-1
1 ADC konstanta sel 2cm-1
2 ADC konstanta sel 5cm-1
3 ADC konstanta sel 10cm-1
4 ADC suhu (dari LM35)
B
0 Keluaran RS LCD
1 Keluaran RW LCD
2 Keluaran E LCD
4-7 Keluaran D1 – D4 LCD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
Tabel 3.1. (Lanjutan) Fungsi Port ATMega32
Port Pin Fungsi
C
0 Masukan tombol pilih konstanta sel 1cm-1
1 Masukan tombol pilih konstanta sel 2cm-1
2 Masukan tombol pilih konstanta sel 5cm-1
3 Masukan tombol pilih konstanta sel 10cm-1
4 Masukan tombol next
5 Masukan tombol back
D
0 Penerima data (serial komunikasi dengan akuisisi data)
1 Pengirim data (serial komunikasi dengan akuisisi data)
2 Kontrol pin RE/DE RS-485
Rangkaian clock eksternal terdiri dari kapasitor C5, kapasitor C6 dan kristal
12MHz seperti pada gambar 3.10. Nilai kapasitor C5 dan C6 sesuai dengan datasheet
ATMega32 sebesar 22pF. Rangkaian clock eksternal berfungsi menghasilkan gelombang
dengan frekuensi sebesar 12MHz. Gelombang ini berfungsi sebagai clock ATMega32.
Gambar 3.10. Rangkaian Clock Eksternal, Rangkaian Reset dan RS-485
Rangkaian reset terdiri dari resistor R1 sebesar 4k7Ohm, kapasitor C4 sebesar 10nF
dan tombol tekan seperti pada gambar 3.10. Rangkaian reset berfungsi sebagai low filter
saat push button off, sedangkan saat push button on rangkaian reset mengalirkan arus ke
pin reset lewat resistor R1. RS-485 berfungsi sebagai jalur komunikasi antara minimum
sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem akuisisi data. RS-485
melewatkan data dari sistem akuisisi data ke pin Tx-Rx pada portd.0 dan portd.1
ATMega32. Pin RE dan DE pada RS-485 berfungsi sebagai pengontrol mode komunikasi
antara RS-485 dan ATMega32.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
3.6. Perancangan Rangkaian Tombol Tekan
Rangkaian tombol tekan berfungsi memasukan pilihan nilai konstanta sel sensor
konduktivitas yang digunakan oleh user ke ATMega32. Rangkaian tombol tekan terdiri
dari enam resistor pull-up dan enam tombol tekan. Resistor pull-up memiliki besar 10k
ohm. Resistor pull-up berfungsi untuk memberikan logika “tinggi” pada portc ATMega32
saat tombol ditekan. Saat tombol tidak ditekan maka portc ATMega32 mendapat logika
“rendah”. Nilai resistor pull-up dirancang berdasarkan datasheet ATMega32.
Gambar 3.11. Rangkaian Tombol Tekan
Keluaran rangkaian tombol tekan dihubungkan dengan portc ATMega32 yang
berfungsi sebagai port input. Tombol tekan terdiri dari dua jenis tombol yaitu tombol menu
dan tombol select untuk memilih nilai konstanta sel. Tombol menu terdiri dari tombol next
dan tombol back. Tombol next berfungsi untuk melanjutkan proses sedangkan tombol back
untuk kembali ke menu sebelumnya. Tombol ini berguna saat user melakukan penggantian
nilai konstanta sel. Tombol select terdiri dari empat tombol untuk memilih nilai konstanta
sel yaitu 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
.
3.7. Perancangan Rangkaian LCD 16x2
Rangkaian LCD 16x2 seperti pada gambar 3.12 berfungsi untuk menampilkan
informasi dari ATMega32 kepada user. Rangkaian LCD 16x2 terhubung dengan portb
pada ATMega32. LCD 16x2 menerima catu 5 volt lewat pin VDD, sedangkan pin VSS
pada LCD 16x2 dihubungkan dengan ground. Pengaturan kontras pada LCD 16x2
dilakukan lewat pin VEE. Pin VEE mendapatkan masukan berupa tegangan dari 0 volt
sampai 5 volt untuk mengatur tingkat kontras LCD 16x2. Potensio 5k ohm pada rangkaian
LCD 16x2 digunakan untuk mengatur tegangan masukan pada pin VEE.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 3.12. Rangkaian LCD 16x2
3.8. Perancangan Program
Program ATMega32 dibuat menggunakan bahasa C dan di-compile dalam bentuk
file *.hex. Perancangan program ATMega32 dibuat dalam bentuk flowchart. Flowchart
progam sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dibagi dalam empat subroutine
yang ditunjukan pada gambar 3.13.
Gambar 3.13. Flowchart Progam Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
MULAI
Pemilihan nilai KC
Pengukuran nilai
konduktivitas
1
2
3
Inisialisasi port,
ADC, LCD, Tx-Rx
Terima data
Kirim data
4
5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
1. Program melakukan inisialisasi pada port, ADC, LCD, terminal Tx dan Rx
ATMega32.
2. Subroutine ini berisikan program untuk menentukan nilai konstanta sel.
3. Subroutine ini berisikan program penerimaan data dari sistem akuisisi data.
4. Subroutine ini berisikan program pengukuran nilai konduktivitas.
5. Subroutine ini berisikan program pengiriman data ke sistem akuisisi data
3.8.1. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel
User menentukan nilai konstanta sel pada program dengan menekan salah satu dari
empat tombol tekan yang merepresentasikan nilai konstanta sel. ATMega32 merespon
masukan user berdasarkan flowchart subroutine pemilihan nilai konstanta sel. Setelah
memilih nilai konstanta sel user harus menekan tombol next untuk melanjutkan ke mode
berikutnya.
Gambar 3.14. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel
MULAI
Tampil “ Pilih Sensor”
Portc.0
= 1
Ambil data portc
Portc.1
= 1
Portc.2
= 1
Portc.3
= 1
KC = 1 KC = 2 KC = 5 KC = 10
A
Tidak Tidak Tidak Tidak
Ya Ya Ya Ya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 3.14.(Lanjutan) Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel
3.8.2. Flowchart Subroutine Terima Data
Gambar 3.15. Flowchart Subroutine Terima Data
MULAI
Aktifkan penerima
Apakah data
ada ?
Simpan Data
Nonaktifkan penerima
KEMBALI
Portc.5=1
Pemilihan
nilai KC
Data = “E”
Tidak
Tidak
Tidak Ya
Ya
Ya
Ambil data portc
A
Tampil Nilai KC di LCD
Portc.4 = 1
KEMBALI
T
Ya
Ambil data portc
Tidak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Bagian penerima pada sistem diaktifkan melalui dua tahap. Pertama, memberikan
logika rendah pada portd.2 ATMega32 sehingga RS-485 beralih ke mode penerima.
Kedua, mengaktifan register penerima ATMega32 dengan memberikan nilai satu pada
register RXEN. Jika penerima aktif maka ATMega32 kemudian memeriksa data yang
diterima lewat register RXC. Jika terdapat data pada bagian penerima maka register RXC
bernilai satu. Jika tidak ada data maka RXC bernilai nol, pada fase ini user masih dapat
melakukan penggantian nilai konstanta sel dengan menekan tombol back. Jika user
menekan tombol back maka ATMega32 kembali ke subroutine pemilihan nilai konstanta
sel. Jika ada data yang diterima maka ATMega32 menyalin data yang masih tersimpan
dalam register UDR ke variabel “Data_terima”. Jika data pada variabel “Data_terima”
bukan karakter “E” maka ATMega32 kembali lagi ke proses penerimaan data, namun jika
data tersebut adalah karakter “E” maka proses dilanjutkan. Setelah menerima informasi,
ATMega32 mengnonaktifkan register penerima dengan cara memberikan nilai nol pada
register RXEN dan melanjutkan ke subroutine berikutnya.
3.8.3. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas
Flowchart ini terdiri dari dua subroutine yaitu konversi ADC-0 sampai ADC-4 dan
hitung nilai konduktivitas. Flowchart subroutine pengukuran nilai konduktivitas dapat
dilihat pada gambar 3.16.
Gambar 3.16. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas
MULAI
Konversi ADC 0 - 4
Hitung nilai
konduktivitas
KEMBALI
Ubah nilai konduktivitas
menjadi paket data
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
ATMega32 menggunakan persamaan 2.10 untuk mengubah data digital dari sensor
konduktivitas menjadi nilai tegangan sensor konduktivitas. ATMega32 menghitung nilai
konduktivitas menggunakan nilai tegangan tersebut. Nilai konduktivitas dikemas dalam
paket data dengan menambahkan header berupa karakter “O” dan tail berupa karakter “#”.
Karakter “O” pada paket data menandakan bahwa data berasal dari sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan. Karakter “#” berguna sebagai sebagai kode pengakhir paket
data.
a. Subroutine Konversi ADC
Konversi data digital sensor suhu dan sensor konduktivitas menjadi nilai tegangan
didasarkan pada persaman 2.10. Konversi suhu harus dikalikan dengan 100 karena
tegangan yang terbaca pada ADC adalah perkalian 10m volt dengan suhu seperti pada
persamaan 2.8.
Gambar 3.17. Flowchart Subroutine Konversi ADC
MULAI
KC=1
Rs = 100
KC=2 KC=5 KC=10
Rs = 200 Rs = 500 Rs = 1000
KEMBALI
Ya Ya Ya Ya
Tidak Tidak Tidak
Tidak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
b. Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas
Perhitungan RLarutan didasarkan pada persamaan 2.7 sedangkan perhitungan nilai
konduktivitas didasarkan pada persamaan 2.5. Nilai konduktivitas pada persamaan 2.5
dikalikan dengan satu juta karena satuan konduktivitas yang ditetapkan memiliki besar
satuan dalam ukuran µS/cm atau 10-6
S/cm.
Gambar 3.18. Flowchart Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas
3.8.4. Flowchart Subroutine Kirim Data
Gambar 3.19. Flowchart Subroutine Kirim Data
MULAI
Aktifkan pengirim
Apakah data
ada ?
Kirim data
B
Ya
Tidak
=
MULAI
KEMBALI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Gambar 3.19. (Lanjutan) Flowchart Subroutine Kirim Data
Bagian pengirim pada sistem diaktifkan melalui dua tahap. Pertama memberi logika
tinggi pada portd.2 sehingga RS-485 beralih ke mode pengiriman. Kedua, Mengaktifan
register pengirim pada ATMega32 dengan cara memberikan nilai satu pada register TXEN.
Setelah bagian pengirim aktif maka ATMega32 mengirimkan data hasil pengukuran ke
sistem akuisisi data. ATMega32 melakukan pengecekan pengiriman pada register TXC.
Jika TXC bernilai nol, maka data belum terkirim. Sehingga ATMega32 kembali pada fase
pengiriman data. Jika TXC bernilai satu maka data sudah terkirim. ATMega32 kemuadian
menampilkan nilai konduktivitas hasil pengukuran pada LCD dan mengnonaktifkan
register penerima dengan cara memberikan nilai nol pada register TXEN.
Nonaktifkan penerima
KEMBALI
B
Tampil Nilai
konduktivitas di LCD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab hasil dan pembahasan berisikan pemaparan mengenai perangkat sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan, pengoperasian sistem pengukuran konduktivitas
air kolam ikan, pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan pengujian
subsistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan.
4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari satu kotak pengukuran,
empat sensor konduktivitas dan satu sensor suhu seperti pada gambar 4.1. Kotak
pengukuran terbuat dari bahan akrilik setebal 5mm. Kotak ini memiliki panjang 20 cm,
lebar 20 cm dan tinggi 10 cm. Kotak pengukuran berfungsi sebagai pelindung rangkaian
elektronik pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan.
Keterangan gambar:
1. Kotak pengukuran
2. Perangkat sensor
Gambar 4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Rangkaian elektronik pada kotak pengukuran membutuhkan daya listrik untuk
bekerja. Daya listrik utama pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan
bersumber dari jala-jala listrik. User harus menghubungkan kotak dengan jala-jala listrik
lewat terminal AC 220 volt pada kotak pengukuran seperti gambar 4.2.
1
2
20 cm
20 cm
20 cm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Keterangan gambar:
1. Saklar on-off kotak pengukuran
2. Terminal AC 220 volt
Gambar 4.2. Terminal AC 220 Volt dan Saklar On-Off Kotak Pengukuran
Kotak pengukuran yang telah terhubung dengan jala-jala listrik dapat diputus dan
dihubung menggunakan saklar on-off seperti gambar 4.2. Setelah kotak pengukuran
terhubung dengan tegangan AC 220 volt dan user memposisikan saklar pada posisi on
maka rangkaian elektronik mulai bekerja. Rangkaian elektronik pada kotak pengukuran
terdiri dari rangkaian catu daya dan rangkaian minimum sistem.
Rangkaian catu daya menghasilkan tegangan DC 5 volt yang stabil. Tegangan DC 5
volt berfungsi sebagai catu daya untuk rangkaian lain pada minimum sistem kotak
pengukuran. Rangkaian catu daya pada gambar 4.3 terdiri tiga terminal. Terminal catu
daya satu mensuplai rangkaian ATMega32, sensor konduktivitas dan sensor suhu.
Terminal catu daya dua mensuplai rangkaian LCD dan tombol tekan sedangkan terminal
catu daya tiga mensuplai rangkaian driver relay dan RS-485.
Keterangan gambar :
1. Konektor AC 9 volt dan ground
2. Dioda 3A
3. LM 7805
4. Kapasitor 2200µF
5. Kapasitor 330nF
6. Kapasitor 100nF
7. Terminal keluaran 5volt
Gambar 4.3. Rangkaian Catu Daya 5 Volt
1
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Rangkaian minimum sistem pada gambar 4.4 terdiri dari rangkaian ATMega32,
rangkaian tombol tekan, rangkaian driver relay, rangkaian RS-485 dan rangkaian sensor
konduktivitas.
Keterangan gambar:
1. Terminal catu daya 5 volt
2. Soket ATMega32
3. Rangkaian osilator 12MHz
4. Rangkaian reset dan indikator 5 volt
5. Terminal LCD (Portb)
6. Terminal sensor LM35 dan
terminal sensor konduktivitas
7. Terminal rangkaian sensor konduktivitas
dan terminal tombol tekan
8. Rangkaian driver relay
9. Soket IC MAX485
Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem
Perangkat interface antara user dengan ATMega32 terdiri dari rangkaian LCD dan
tombol tekan. Rangkaian LCD dan tombol tekan ditunjukan pada gambar 4.5.
Keterangan gambar:
1. LCD
2. Tombol next
3. Tombol back
4. Tombol pilih konstanta sel 1cm-1
5. Tombol pilih konstanta sel 2cm-1
6. Tombol pilih konstanta sel 5cm-1
7. Tombol pilih konstanta sel 10cm-1
Gambar 4.5. Tombol Tekan dan LCD
1
2 3
4 5 7 6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan memiliki terminal keluaran yang
terdiri dari terminal sensor dan terminal komunikasi RS-485. Terminal RS-485 dan
terminal sensor dapat dilihat pada gambar 4.6. Terminal RS-485 merupakan jalur
komunikasi antara kotak pengukuran dan sistem akuisisi data.
Keterangan gambar:
1. Terminal sensor KC=1cm-1
2. Terminal sensor KC=2cm-1
3. Terminal sensor KC=5cm-1
4. Terminal sensor KC=10cm-1
5. Terminal sensor LM35
6. Terminal komunikasi RS-485
Gambar 4.6. Terminal Komunikasi RS-485 dan Terminal Sensor
Kerangka sensor konduktivitas terbuat dari bahan akrilik setebal 2mm. Akrilik pada
sensor konduktivitas berfungsi sebagai isolator untuk menempelkan elektroda sensor
konduktivitas. Elektroda terbuat dari bahan stainless steel dengan tebal 1mm. Sensor
konduktivitas memiliki satu bagian kosong sebagai jalur masuk dan keluarnya sampel air
seperti pada gambar 4.7.
Keterangan gambar:
1. “a” adalah jarak kedua elektroda
2. “b” adalah lebar elektroda
3. “c” adalah panjang elektroda
Gambar 4.7. Kerangka Sensor Konduktivitas KC = 1cm-1
Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm1
memiliki dimensi ruang 1cm x
1cm x 1cm pada awal perancangan. Ukuran sensor yang kecil menyebabkan sampel air
tertinggal pada ruang sensor. Ukuran sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
5 4 1 2 3 6
a = 2cm
c = 2cm
b= 1cm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
diperbesar menjadi 2cm x 1cm x 2cm untuk memperlancar aliran sampel air yang masuk
dan keluar sensor konduktivitas, sehingga tidak ada air yang tertinggal pada ruang sensor.
Sensor suhu terdiri dari dua bagian yaitu bagian kerangka sensor dan sensor LM35.
Sensor LM35 terletak di ujung kerangka sensor dan mengalami kontak langsung dengan
sampel air seperti pada gambar 4.8.
Keterangan :
1. Sensor LM35
2. Kerangka sensor suhu
Gambar 4.8. Sensor Suhu
Pada proses pengukuran dengan larutan yang sama, jika elektroda sensor
konduktivitas terus-menerus mendapat eksitasi dari catu daya maka hasil pengukuran
konduktivitas terus berubah. Nilai konduktivitas yang mengalami perubahan akibat
pencatuan terus-menerus dapat dilihat pada gambar 4.9.
Gambar 4.9. Grafik Penurunan Nilai Konduktivitas Terhadap Waktu
Nilai konduktivitas yang dihasilkan merupakan hasil pengukuran sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan pada larutan NaOH dengan konsentrasi berbeda-
beda. Pengujian sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
menggunakan larutan
NaOH dengan konsentrasi 0,005%, konstanta sel 2cm-1
menggunakan larutan NaOH
dengan konsentrasi 0,03%, konstanta sel 5cm-1
menggunakan larutan NaOH dengan
konsentrasi 0,9% sedangkan konstanta sel 10cm-1
menggunakan dengan konsentrasi 0,12%.
0; 160 50; 150
0; 1159 50; 740
0, 3733
50; 2370
0; 7353
50; 5957
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 10 20 30 40 50 60
Kon
du
kti
vit
as
( µ
S/c
m)
Waktu (detik)
Waktu Vs Konduktivitas
Kc=1cm-1
Kc=2cm-1
Kc=5cm-1
Kc=10cm-1
1
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Hasil pengukuran konduktivitas larutan NaOH dari keempat sensor konduktivitas
mengalami penurunan. Jumlah penurunan nilai konduktivitas tersebut berbeda-beda untuk
setiap sensor konduktivitas. Penurunan nilai konduktivitas hasil pengukuran disebabkan
oleh perubahan besar resistansi larutan jika terlalu lama mengalami eksitasi.
Penambahan rangkaian relay digunakan untuk mengatasi masalah ini. Relay
berfungsi untuk menghubungkan salah satu elektroda sensor konduktivitas dengan titik
tegangan 5 volt(sensor-on). Hal ini terjadi setelah sistem pengukuran konduktivitas air
kolam ikan menerima instruksi untuk mengirimkan nilai konduktivitas air ke sistem
akuisisi data. Setelah sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan melakukan
pengukuran dan pengiriman data ke sistem akuisisi data, relay mengalihkan titik
sambungan elektroda ke ground(sensor-off) sehingga tidak terjadi lagi eksitasi.
Arus keluaran ATMega32 tidak cukup untuk mengaktifkan relay. Arus tersebut
harus dikuatkan dengan rangkaian transistor seperti pada gambar 4.10. Titik bersama
(common terminal) relay dihubungkan dengan salah satu elektroda sensor konduktivitas.
Titik n.c (normally closed) relay dihubungkan dengan ground sehingga saat relay tidak
aktif elektroda sensor tetap terhubung dengan ground dan tidak mengalami eksitasi. Titik
n.o (normally opened) relay dihubungkan dengan catu daya 5 volt sehingga saat relay aktif
elektroda sensor terhubung dengan tegangan 5 volt dan mengalami eksitasi sesaat.
Gambar 4.10. Rangkaian Driver Relay
Rangkaian pada gambar 4.10 menggunakan relay SRD 5 volt dengan hambatan coil
sebesar 87 ohm, transistor C828 dengan faktor penguatan sebesar 130, resistor R8 sebesar
10k ohm yang diperoleh dari hasil perhitungan menggunakan persamaan 2.16 dan dioda
1N4004 sebagai pengaman arus balik relay.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
4.2. Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari tiga mode
pengoperasian. Mode pertama adalah mode pemilihan konstanta sel sensor konduktivitas,
mode kedua adalah mode penerimaan data-hasil pengukuran, sedangkan mode ketiga
adalah mode pengukuran-pengiriman data seperti pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Skema Pengoperasian Sistem
Mode Pemilihan Konstanta Sel Sensor
Mode Terima Data-Hasil
Pengukuran Mode Pengukuran
- Pengiriman Data
Tombol
next-back
Pengalihan
tampilan
Perintah
pengukuran
Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Pengoperasian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan seperti pada gambar
4.11 dilakukan berdasarkan langkah-langkah di bawah ini.
1. Sistem dimulai dengan mode pemilihan konstanta sel sensor. LCD menampilkan
pilihan sensor dengan konstanta sel yang berbeda-beda. User dapat memilih
konstanta sel sensor dengan menekan tombol tekan yang merepresentasikan nilai
konstanta sel sensor tersebut. Jika user tidak memilih konstanta sel sensor maka
user tidak dapat berpindah ke mode berikutnya. Setelah user memilih konstanta sel
sensor, user harus menekan tombol next untuk berpindah ke mode berikutnya.
2. Sistem beralih ke mode terima data-hasil pengukuran setelah user menekan tombol
next. Pada mode ini sistem menampilkan informasi konstanta sel yang telah dipilih.
Sistem juga menampilkan karakter “Terima Data” yang menunjukan bahwa sistem
berada pada kondisi siap menerima data dari sistem akuisisi data. sistem menerima
data yang sesuai dari sistem akuisisi data maka sistem beralih ke mode pengukuran-
pengiriman data. Setelah itu sistem kembali lagi ke mode terima data-hasil
pengukuran. Perpindahan antara mode terima data-hasil pengukuran dan mode
pengukuran-pengiriman data terjadi secara otomatis tanpa interfensi dari user.
Setelah sistem beralih ke mode terima data-hasil pengukuran, sistem langsung
menampilkan informasi hasil pengukuran seperti pada gambar 4.12.
Gambar 4.12. Tampilan Hasil Pengukuran dengan KC = 1cm-1
Informasi yang ditampilkan setelah melakukan proses pengukuran adalah nilai
konduktivitas yang ditunjukan oleh variabel “Kon”, nilai konstanta sel sensor yang
ditunjukan oleh variabel “K”, nilai tegangan keluaran sensor konduktivitas yang
ditunjukan oleh variabel “V” dan nilai suhu yang ditunjukan oleh variabel “S”.
User dapat kembali ke mode pemilihan konstanta sel sensor dengan menekan
tombol back.
3. Sistem pada mode pengukuran-pengiriman data melakukan eksitasi elektroda,
membaca tegangan sensor suhu dan sensor konduktivitas, menghitung nilai
konduktivitas, mengemas nilai konduktivitas dalam paket data dan mengirimkan
paket data ke sistem akuisisi data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
4.3. Pengujian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dilakukan untuk
menentukan kemampuan sistem dalam melakukan pengukuran konduktivitas pada sampel
air sebagai tempat hidup ikan. Langkah awal pengujian adalah menyediakan sampel
sebagai objek pengukuran. Nilai konduktivitas sampel harus bervariasi sehingga
kemampuan sistem dalam melakukan pengukuran dapat dianalisis untuk berbagai nilai
konduktivitas.
4.3.1. Pengujian Larutan NaOH
Sampel pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan adalah larutan
NaOH dengan 16 macam kosenstrasi. Hasil pengujian konduktivitas pada larutan NaOH
menggunakan alat ukur baku dengan kode prodruksi BENCHTOP H208G ditunjukan pada
gambar 4.13.
Gambar 4.13. Hubungan Konsentrasi dan Konduktivitas Larutan NaOH
Larutan NaOH dapat digunakan sebagai sampel pengujian sistem karena mampu
menghasilkan nilai konduktivitas pada jangkauan pengukuran sistem. Nilai konduktivitas
terkecil pada larutan NaOH yang diuji adalah 163µS/cm, dengan kenaikan rata-rata
200µS/cm setiap penambahan 0,005% konsentrasi larutan NaOH maka diperoleh nilai
konduktivitas terbesar yaitu 5690µS/cm. Hasil pengukuran sistem pada larutan NaOH
digunakan sebagai tolak-ukur keberhasilan sistem dalam mengukur konduktivitas air
kolam ikan.
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0,00 0,02 0,03 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,12 0,14 0,15
Kon
du
kti
vit
as
NaO
H (
µS
/cm
)
Konsentrasi NaOH (%)
Konsentrasi NaOH(%)Vs Konduktivitas NaOH(µS/cm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
4.3.2. Hasil Pengukuran Sistem pada Larutan NaOH
Sistem mengukur konduktivitas larutan NaOH menggunakan empat sensor
konduktivitas, sehingga diperoleh empat hasil pengukuran untuk satu macam konsentrasi
larutan NaOH. Tabel 4.1 menunjukan perbandingan hasil pengukuran sistem dengan hasil
pengukuran BENCHTOP H208G. Kesesuaian antara hasil pengukuran BENCHTOP
H208G dengan hasil pengukuran sistem dinilai berdasarkan besar persentase error.
Persentase error dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
|
| .
Persentase error antara hasil pengukuran alat ukur baku dan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan ditunjukan pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Konduktivitas Alat Ukur Baku dan Sistem
No
BENCH
TOP
H208G
(µS/cm)
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan
KC = 1cm-1
KC = 2cm-1
KC = 5cm-1
KC = 10cm-1
Hasil
(µS/cm)
Error
(%)
Hasil
(µS/cm)
Error
(%)
Hasil
(µS/cm)
Error
(%)
Hasil
(µS/cm)
Error
(%)
1 163 161 1 204 25 367 125 674 314
2 363 362 0 428 18 729 101 1140 214
3 576 568 1 621 8 1037 80 1576 174
4 756 751 1 861 14 1313 74 2034 169
5 1199 911 24 1190 1 1905 59 3034 153
6 1376 1042 24 1369 1 2216 61 3565 159
7 1626 1168 28 1633 1 2557 57 4025 148
8 2090 1488 29 2091 0 3000 44 4714 126
9 2840 1767 38 2248 21 3350 18 5410 91
10 3750 2018 46 2416 36 3752 0 6023 61
11 4190 2140 49 2671 36 4189 0 6575 57
12 4590 2253 51 2889 37 4581 0 6952 52
13 4830 2498 48 3137 35 4829 0 7078 47
14 5010 2751 45 3339 33 5007 0 7200 44
15 5240 3047 42 3514 33 5243 0 7391 41
16 5690 3297 42 4021 29 5668 0 7994 41
Rata-rata
error (%) 29 21 39 118
Setiap sensor konduktivitas memiliki error yang besar terhadap pengukuran
konduktivitas larutan NaOH. Jika semua error dirata-rata untuk setiap pengukuran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
konstanta sel, maka sensor konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1
memiliki error paling
kecil yaitu 21%. Jika sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan berpatokan pada
error ini, maka terjadi kesalahan kontrol dengan perbedaan nilai yang besar pada sistem
kontrol. Nilai konduktivitas yang terukur dan dikirim oleh sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan ke sistem kontrol adalah 4740 µS/cm, saat konduktivitas air
kolam ikan sudah berada pada nilai 6000 µS/cm.
Hubungan pengukuran alat ukur baku(Benchtop H208G) dan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan ditunjukan pada gambar 4.14.
Gambar 4.14. Hubungan Pengukuran Alat Ukur Baku dan Sistem
Konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
memiliki daerah penyimpangan
terhadap hasil pengukuran konduktivitas alat ukur baku seperti yang ditunjukan gambar
4.14. Hal ini menyebabkan error yang besar terhadap hasil pengukuran konduktivitas
semua konstanta sel sensor. Perbedaan hasil pengukuran antara konstanta sel 1cm-1
dan
alat ukur baku memiliki kecenderungan semakin besar pada daerah pengukuran lebih dari
756µS/cm. Konstanta sel 2cm-1
memiliki kecenderungan error yang semakin besar pada
daerah pengukuran lebih dari 2090µS/cm. Konstanta sel 5cm-1
memiliki kecenderungan
error yang semakin besar pada daerah pengukuran kurang dari 3750 µS/cm. Daerah hasil
pengukuran konstanta sel 10cm-1
selalu berada diatas hasil pengukuran alat ukur baku.
Perbedaan daerah pengukuran antara konstanta sel 10cm-1
dan alat ukur baku semakin
kecil jika mendekati nilai konduktivitas 5690µS/cm namun error yang dihasilkan masih
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000
Kon
du
kti
vit
as
Sis
tem
(µ
S/c
m)
Konduktivitas (µS/cm)
Pengukuran Alat Ukur Baku Vs Pengukuran Sistem
Kc=1cm-1 Kc=2cm-1 Kc=5cm-1 Kc=10cm-1 " BENCHTOP H208G"
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
besar yaitu 41%. Hal ini menunjukan bahwa konstanta sel 10cm-1
tidak memiliki daerah
pengukuran pada rentang 0µS/cm-5690 µS/cm.
Konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
dapat melakukan pengukuran dengan error
yang kecil, namun dibatasi pada jangkauan pengukuran yang berbeda-beda. Daerah
pengukuran yang dapat dijangkau ketiga sensor dan daerah pengukuran yang tidak dapat
dijangkau ketiga sensor pada rentang pengkuran 0µS/cm-5690 µS/cm ditunjukan pada
gambar 4.15. Konstanta sel 10cm-1
tidak dimasukan pada gambar 4.15 karena jangkauan
pengukurannya berada diluar rentang 0µS/cm-5690 µS/cm.
Gambar 4.15. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
mampu melakukan pengukuran
dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 163µS/cm sampai 756µS/cm dengan rata-
rata error 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1
mampu melakukan
pengukuran dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 1193µS/cm sampai 2090
µS/cm dengan rata-rata error 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 5cm-1
mampu
melakukan pengukuran dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 3750µS/cm
sampai 5690µS/cm dengan rata-rata error 0%.
1767
2248
3350
2799
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
kon
du
kti
vit
as
sist
em(µ
S/c
m)
Konduktivitas alat ukur baku (µS/cm)
Jangkauan Pengukuran Sensor Konduktivitas pada
Rentang Nilai 0µS/cm-5690µS/cm
Daerah Jangkauan Kc=1cm-1, Kc=2cm-1 dan Kc=5cm-1
Pembacaan Kc=1cm-1 pada sampel 0,07% NaOH
Pembacaan Kc=2cm-1 pada sampel 0,07% NaOH
Pembacaan Kc=5cm-1 pada sampel 0,07% NaOH
Hasil rata-rata pembacaan Kc=5cm-1 dan Kc=2cm-1 pada sampel 0,07% NaOH
Kc =
2cm-1
Kc =
1cm-1
Daerah
tidak
terjangkau
Kc = 5cm-1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Daerah pengukuran yang tidak terjangkau oleh ketiga sensor konduktivitas terdapat
pada larutan NaOH dengan konsentrasi 0,07% seperti yang ditunjukan oleh gambar 4.15.
Nilai konduktivitas pada daerah yang tidak terjangkau dapat didekati dengan cara merata-
rata hasil pengukuran dua sensor konduktivitas yang memiliki daerah pengukuran paling
dekat dengan nilai konduktivitas larutan tersebut yaitu sensor konduktivitas dengan
konstanta sel 2cm-1
dan 5cm-1
. Jika hasil pengukuran konduktivitas konstanta sel 2cm-1
dan
5cm-1
pada larutan 0,07% yaitu 2248 µS/cm dan 3350 µS/cm dirata-rata maka diperoleh
nilai konduktivitas untuk larutan NaOH dengan konsentrasi 0,07% sebesar 2799 µS/cm.
Perbedaan hasil rata-rata ini dengan hasil pengukuran alat ukur BENCHTOP adalah 1%.
Pengukuran konduktivitas memiliki kelemahan seperti yang telah ditunjukan pada
gambar 4.9. Nilai konduktivitas berubah jika mendapatkan eksitasi terus-menerus. Sistem
sudah ditambah dengan rangkaian relay namun masih mengalami pengaruh eksitasi.
Tingkat ketidakstabilan hasil pengukuran sensor konduktivitas akibat hambatan eksitasi
ditunjukan pada tabel 4.2, tabel 4.3 dan tabel 4.4
Tabel 4.2. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC = 1cm-1
Kc = 1cm-1
Hasil
(µS/cm)
Max
(µS/cm)
Min
(µS/cm)
Selisih
hasil-
max
(µS/cm)
Selisih
hasil-
min
(µS/cm)
Persentase
selisih
hasil-max
(%)
Persentase
selisih
hasil-min
(%)
161 164 154 3 7 2 4
362 370 356 8 6 3 2
568 598 544 30 24 5 4
751 762 729 11 22 2 3
rata-rata 13 15 3 3
Tabel 4.3. Tingkat Ketidakstabilan Pengukuran Konduktivitas KC = 2cm-1
KC = 2cm-1
Hasil
(µS/cm)
Max
(µS/cm)
Min
(µS/cm)
Selisih
hasil-
max
(µS/cm)
Selisih
hasil-
min
(µS/cm)
Persentase
selisih
hasil-max
(%)
Persentase
selisih
hasil-min
(%)
1190 1209 1185 19 5 2 0
1369 1382 1344 13 25 1 2
1633 1652 1612 19 21 1 1
2091 2117 2048 26 43 1 2
rata-rata 20 23 1 1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Tabel 4.4. Tingkat Ketidakstabilan Pengukuran Konduktivitas KC = 5cm-1
KC = 5cm-1
Hasil
(µS/cm)
Max
(µS/cm)
Min
(µS/cm)
Selisih
hasil-
max
(µS/cm)
Selisih
hasil-
min
(µS/cm)
Persentase
selisih
hasil-max
(%)
Persentase
selisih
hasil-min
(%)
3752 3795 3739 43 13 1 0
4189 4224 4165 35 24 1 1
4581 4622 4561 41 20 1 0
4829 4881 4796 52 33 1 1
5007 5076 4940 69 67 1 1
5243 5282 5231 39 12 1 0
5668 5741 5599 73 69 1 1
rata-rata 50 34 1 1
Setiap sensor konduktivitas menghasilkan tingkat ketidakstabilan pengukuran yang
berbeda-beda. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
memiliki 3% tingkat
ketidakstabilan pada jangkauan maksimum dan 3% untuk jangkauan minimum. Sensor
konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1
memiliki 1% tingkat ketidakstabilan pada
jangkauan maksimum dan 1 % untuk jangkauan minimum. Sensor konduktivitas dengan
konstanta sel 5cm-1
memiliki 1% tingkat ketidakstabilan pada jangkauan maksimum dan
1% untuk jangkauan minimum. Tingkat ketidakstabilan minimum pada konstanta sel 5 cm1
sebesar 1% membuat pengukuran batas aman konduktivitas air turun 1% dari 5000µS/cm
menjadi 4950 µS/cm. Pencegahan kesalahan kontrol kualitas air karena ketidakstabilan ini
adalah menurunkan level aman konduktivitas menjadi 4950 µS/cm. Jika konduktivitas air
lebih dari 5000µS/cm maka hasil pengukuran sistem juga lebih dari 4950 µS/cm, sehingga
dengan batas aman 4950 µS/cm sistem kontrol langsung melakukan kontrol untuk
menetralkan nilai konduktivitas air kolam ikan.
4.3.3. Hasil Pengukuran Sistem pada Air Habitat Ikan dan Air Kolam
Sistem Kontrol
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan melakukan pengukuran pada
berbagai sampel air yang berasal dari habitat ikan seperti yang ditunjukan tabel 4.5. Hasil
pengukuran konduktivitas ditetapkan berdasarkan jangkauan pengukuran sensor
konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Habitat Ikan
No Jenis air
Nilai
Konduktivitas
(µS/cm)
Kondisi Lokasi
1 Kolam ikan I 292 Aman Univ.Sanata Dharma
2 Kolam ikan II 252 Aman Univ.Sanata Dharma
3 Kolam ikan III 272 Aman Mino Kledok
4 Sungai 240 Aman Mino Kledok
5 Sawah 223 Aman Paingan
6 Sungai+debu kelud 1811 Aman Paingan
Air kolam ikan, air sungai dan air sawah memiliki nilai konduktivitas terkecil 223
µS/cm hingga yang terbesar 272 µS/cm. Air sungai yang dicampur dengan debu erupsi
Gunung Kelud mengalami kenaikan nilai konduktivitas. Nilai konduktivitas yang berubah
karena penambahan debu erupsi gunang kelud membuktikan bahwa terdapat pengaruh
pada kualitas air sungai jika mengalami kontak dengan debu erupsi gunung berapi.
Sistem juga melakukan pengukuran konduktivitas air pada kolam sistem kontrol.
Air yang digunakan adalah air kran dengan nilai konduktivitas hasil pengukuran sistem
sebesar 255 µS/cm yang dicampur dengan garam hingga melebihi batas aman. Air pada
kolam kemudian ditambahkan lagi dengan air kran untuk menetralkan nilai konduktivitas
air. Hasil pengukuran sistem pada konduktivitas air kolam sistem kontrol dengan variasi
ketinggian air kolam ditunjukan pada tabel 4.6.
Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Sistem Kontrol
No
Ketinggian
air
(cm)
Nilai
konduktivitas
(µS/cm)
Kondisi
1 12,5 5548 Tidak Aman
2 13,5 4561 Aman
3 14,5 3972 Aman
4 17,5 2007 Aman
5 18,5 1660 Aman
Variabel ketinggian air pada tabel 4.6 menggambarkan volume air pada model
kolam sistem kontrol saat itu, namun tidak digunakan sebagai standar terhadap penentuan
perubahan nilai konduktivitas air karena dengan menggunakan ukuran model kolam lain
maka volume kolam juga berubah. Volume air yang berubah membuat nilai konduktivitas
air juga berubah walaupun air berada pada kondisi ketinggian seperti pada tabel 4.6.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
4.4. Pengujian Subsistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan
Subsistem yang diuji terdiri dari subsistem catu daya, LCD, ADC, tombol tekan,
sensor suhu, sensor konduktivitas, koreksi suhu, driver relay dan komunikasi serial RS-
485. Subsistem dengan kinerja yang baik, mampu berkeja pada berbagai ukuran beban
tanpa mempengaruhi keluaran subsistem. Gangguan yang terjadi pada subsistem dapat
ditolerir jika tidak memberikan pengaruh besar pada keluaran sistem utama.
Subsistem dengan nilai keluaran yang memiliki besaran, diuji berdasarkan
kesesuaian nilai keluarannya dengan hasil perancangan. Tingkat kesesuaian ditentukan
berdasarkan persentase error yang dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
Persentase error perancangan = | -
| . 100%
Nilai persentase error yang kecil menunjukan bahwa keluaran subsistem sesuai dengan
hasil perancangan.
4.4.1. Pengujian Catu Daya 5 Volt
Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tiga rangkaian catu
daya 5 volt. Catu daya satu, mensuplai rangkaian minimum sistem dan rangkaian sensor.
Catu daya dua mensuplai rangkaian LCD dan rangkaian tombol tekan sedangkan catu daya
tiga mensuplai rangkaian driver relay dan RS-485. Tegangan terminal ketiga catu daya
saat bekerja tanpa beban ditunjukan pada tabel 4.7.
Tabel 4.7. Perbandingan Tegangan Catu Daya Perancangan dan Pengukuran
No Catu
daya
Tegangan perancangan
(volt)
Tegangan pengukuran
(volt)
1 I 4,98-5,02 5,003
2 II 4,98-5,02 5,005
3 III 4,98-5,02 5,010
Tegangan ketiga catu daya berada pada jangkauan tegangan perancangan.
Pengukuran tegangan catu daya menggunakan alat ukur baku dengan kode produksi
SANWA H-50. Penilain kehandalan ketiga catu daya dilakukan saat ketiga catu bekerja
pada beban masing-masing. Catu daya satu bekerja pada beban yang bervariasi sesuai
dengan nilai konduktivitas sampel air. Beban yang digunakan pada proses pengujian
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
adalah resistor. Catu daya satu berkeja dengan baik jika persentase drop tegangan kecil.
Persentase drop tegangan dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.
Persentase drop tegangan = | -
| . 100%
Persentase drop tegangan catu daya satu saat bekerja pada beban dengan jangkauan 177
ohm sampai 9890 ohm ditunjukan pada tabel 4.8.
Tabel 4.8. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Satu saat Berbeban
No Beban
(ohm)
KC=1cm-1
KC=2 cm-1
KC=5 cm-1
KC=10 cm-1
Catu
(volt)
Drop
(%)
Catu
(volt)
Drop
(%)
Catu
(volt)
Drop
(%)
Catu
(volt)
Drop
(%)
1 9890 4,997 0,12 4,998 0,1 4,997 0,12 5 0,06
2 6750 4,996 0,14 4,996 0,14 4,997 0,12 5 0,06
3 985 4,997 0,12 4,997 0,12 4,997 0,12 5 0,06
4 519 4,998 0,1 4,995 0,16 4,997 0,12 5 0,06
5 217 4,99 0,26 4,993 0,2 4,997 0,12 5 0,06
6 177 4,99 0,26 4,993 0,2 4,994 0,18 5 0,06
Rata-rata
error (%) 0,167 0,153 0,13 0,06
Drop tegangan terkecil adalah 0,06% sedangkan drop tegangan terbesar adalah
0,26%. Nilai beban yang kecil menyebabkan drop tegangan yang besar. Drop tegangan
pada catu daya satu berpengaruh pada level tegangan referensi ADC ATMega32. Jika
tegangan referensi adalah 5 volt dan besar tegangan catu daya satu adalah 5 volt, maka
tidak terjadi kesalahan konversi ADC. Kondisi ini terjadi saat drop tegangan sebesar
0,06%. Jika catu daya satu sebesar 4,99 volt maka terjadi kesalahan konversi ADC sebesar
0,2 %.
Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 10 cm-1
tidak mengalami kesalahan
konversi. Namun, sensor konduktivitas lain tetap mengalami kesalahan konversi karena
mengalami drop tegangan lebih dari 0,06%. Tegangan referensi pada program disesuaikan
dengan nilai drop tegangan catu daya satu untuk mengatasi masalah kesalahan konversi
ADC. Tegangan referensi yang digunakan pada program adalah 4,995 volt. Tegangan
4,995 volt dipilih karena berada pada titik tengah dari jangkauan drop tegangan catu daya
satu.
Persentase drop tegangan catu daya dua dan catu daya tiga pada kondisi berbeban
ditunjukan pada tabel 4.9.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Tabel 4.9. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Dua dan Catu Daya Tiga saat Berbeban
No Catu
daya
Tegangan tanpa beban
(volt)
Tegangan berbeban
(volt)
Drop
(%)
1 II 5,005 4,996 0,18
2 III 5,010 5,005 0,1
Drop tegangan pada catu daya dua dan tiga tidak mempengaruhi kinerja dari LCD,
tombol tekan, driver relay dan RS-485. LCD tetap mampu untuk menampilkan karakter
sesuai dengan fungsinya pada level tegangan 4,996 volt. Rangkaian tombol tekan tetap
berkerja dengan baik, karena keluaran rangkaian dengan tegangan 4,996 volt masih berada
pada level logika “tinggi”. Keluaran catu daya tiga sebesar Tegangan 5,005 volt masih
berada pada daerah kerja rangkaian driver relay dan RS-485.
4.4.2. Pengujian Rangkaian LCD
Pengujian rangkaian LCD dilakukan dengan memberikan keluaran berupa karakter
yang ditampilkan pada LCD lewat portb sebagai port keluaran ATMega32. Listing
program untuk menguji keberhasilan rangkaian LCD ditunjukan pada gambar 4.16.
$regfile "m32def.dat"
Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 =
Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs = Portb.0
Config Lcd = 16 * 2
Cls
Locate 1 , 2
Lcd " PILIH SENSOR "
Locate 2 , 1
Lcd "K=1 K=2 K=5 K=10"
Gambar 4.16. Listing Program LCD
Program diatas berisikan inisialisasi LCD dengan ukuran 16x2 serta penulisan
deretan karakter “PILIH SENSOR” pada LCD. Listing program ini di-compile
menggunakan program bascom AVR dan di-download-kan ke ATMega32. Tampilan LCD
yang menampilkan deretan karakter “PILIH SENSOR” dan “ K 1 K 2 K 5 K 10” dapat
dilihat pada gambar 4.17.
Gambar 4.17. Tampilan LCD “PILIH SENSOR” dan “ K 1 K 2 K 5 K 10”
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Rangkaian LCD mampu menampilkan deretan karakter “PILIH SENSOR” dan
“K 1 K 2 K 5 K 10” serta menghasilkan kontras yang baik bagi user. Pengaturan tingkat
kontras dilakukan menggunakan potensio untuk mengubah tegangan masukan pada pin
VEE LCD.
4.4.3. Pengujian Rangkaian Tombol Tekan
Pengujian rangkaian tombol tekan dilakukan dengan menekan tombol tekan yang
mewakili keempat nilai konstanta sel dan tombol next-back. Rangkaian tombol tekan
bekerja jika ATMega32 berhasil menampilkan karakter dari tombol yang ditekan. Listing
program untuk menguji keberhasilan rangkaian tombol tekan ditunjukan pada gambar 4.18.
If Pinc.0 = 1 Then
Do
Cls
Locate 1 , 4
Lcd "TEKAN TOMBOL "
Locate 2 , 7
Lcd "K=1 "
Waitms 100
Loop
End If
Gambar 4.18. Listing Program Tombol Tekan
Rangkaian tombol tekan menghasilkan tegangan sebesar 0,001 volt sebagai logika
rendah dan 4.996 volt sebagai logika tinggi pada ATMega32. ATMega32 mampu
merespon masukan dari tombol tekan pada kedua level tegangan tersebut dan
menampilkan pilihan konstanta sel dengan benar seperti pada gambar 4.19.
Gambar 4.19. Tampilan LCD untuk Pilihan Konstanta Sel “K 1”
4.4.4. Pengujian ADC untuk Sensor Konduktivitas
Pengujian kinerja ADC dilakukan dengan memberikan tegangan masukan pada pin
ADC. ADC bekerja jika tegangan hasil konversi yang ditampilkan pada LCD sesuai
dengan tegangan pada pin ADC. Listing program untuk menguji keberhasilan konversi
ADC ditunjukan pada gambar 4.20.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
If K = 1 Then
Channel = 0
V = Getadc(channel)
End If
If K = 2 Then
Channel = 1
V = Getadc(channel)
If K = 5 Then
Channel = 2
V = Getadc(channel)
End If
If K = 10 Then
Channel = 3
V = Getadc(channel)
End If
Vsensor = 4.995 * V
Vsensor = Vsensor / 1023
Locate 2 , 1
Tampil_vsensor = Fusing(vsensor , "#.###")
Lcd "V="
Lcd Tampil_vsensor
Gambar 4.20. Listing Program Konversi ADC
Perbandingan antara tegangan hasil pengukuran pada pin ADC dengan tegangan
hasil konversi yang ditampilkan pada LCD terdapat pada tabel 4.10.
Tabel 4.10. Tegangan Hasil Pengukuran dan Hasil Konversi pada Pin ADC0-ADC3
No
Tegangan
Pengukuran
(volt)
Tegangan
Konversi
(volt)
Error
(%)
Tegangan
Pengukuran
(volt)
Tegangan
Konversi
(volt)
Error
(%)
ADC0 ADC1
1 5,002 4,995 0,14 5,002 4,995 0,14
2 4,003 4,001 0,05 4,003 4,001 0,05
3 3,002 3,000 0,07 3,002 3,002 0,00
4 1,998 1,994 0,20 1,998 1,997 0,05
5 1,001 0,995 0,60 1,001 0,995 0,60
6 0,505 0,499 1,19 0,505 0,499 1,19
Rata-rata error ADC0 0,375 Rata-rata error ADC1 0,338
No ADC2 ADC3
1 5,002 4,995 0,14 5,002 4,995 0,14
2 4,003 4,001 0,05 4,003 4,001 0,05
3 3,002 3,002 0,00 3,002 3,002 0,00
4 1,998 1,998 0,00 1,998 1,998 0,00
5 1,001 1,002 0,10 1,001 1,002 0,10
6 0,505 0,499 1,19 0,505 0,499 1,19
Rata-rata error ADC2 0,247 Rata-rata error ADC3 0,247
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Keempat ADC tersebut memiliki perbedaan nilai terbesar pada pengukuran
tegangan 5,002 volt dengan kesalahan pengukuran sebesar 0,007 volt. Sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan menggunakan ADC 10-bit sehingga hanya dapat membaca
perubahan tegangan sebesar 0,005 volt. Pengaruh kesalahan pengukuran 0,007 volt
diperbesar menjadi 0,01 volt sehingga diperoleh rata-rata kesalahan pengukuran setiap
sensor konduktivitas seperti yang ditunjukan pada tabel 4.11.
Tabel 4.11. Pengaruh Perubahan 0,01 Volt Terhadap Pengukuran Konduktivitas
No
K=1cm-1
K=2cm-1
Tegangan
Sensor
(Volt)
Konduktivitas
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
Tegangan
Sensor
(Volt)
Konduktivitas
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
1 4,536 1025
4,160 2007
2 4,546 1001 24 4,170 1979 28
3 4,556 977 24 4.180 1951 28
4 4,565 954 23 4,189 1923 28
5 4,575 930 24 4.199 1895 28
rata-rata beda 23,75 rata-rata beda 28
No
K=5cm-1
K=10cm-1
Tegangan
Sensor (Volt)
Konduktivitas
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
Tegangan
Sensor (Volt)
Konduktivitas
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
1 3,291 5027
3,125 6051
2 3,301 4984 43 3,135 6001 50
3 3,310 4940 44 3,144 5951 50
4 3,320 4897 43 3,154 5901 50
5 3,330 4854 43 3,164 5851 50
rata-rata beda 43,25 rata-rata beda 50
Konstanta sel 1cm-1
menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 23,75 µS/cm
untuk jangkauan hingga 1025 µS/cm. Konstanta sel 2cm-1
menghasilkan perubahan
pengukuran sebesar 28 µS/cm untuk jangkauan hingga 2007 µS/cm. Konstanta sel 5cm-1
menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 43,25 µS/cm untuk jangkauan hingga 5027
µS/cm. Konstanta sel 10cm-1
menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 50 µS/cm untuk
jangkauan hingga 6051 µS/cm.
Gambar 4.21. Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01 Volt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
Gambar 4.21.(Lanjutan)Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01 Volt
4.4.5. Pengujian Pengukuran Resistansi
Pengujian pengukuran resistansi bertujuan untuk menunjukan bahwa persentase
error yang besar pada tabel 4.1 tidak disebabkan oleh kesalahan sistem. Jika sistem
mampu mengukur nilai resistansi suatu resistor dengan benar maka sistem juga mampu
mengukur nilai konduktivitas suatu larutan dengan benar. Resistor yang digunakan berada
pada jangkauan niai 177 ohm hingga 9890 ohm. Pengujian pengukuran resistansi
menggunakan listing program seperti pada gambar 4.22.
If K = 1 Then
Channel = 0
V = Getadc(channel)
End If
If K = 2 Then
Channel = 1
V = Getadc(channel)
End If
If K = 5 Then
Channel = 2
V = Getadc(channel)
End If
If K = 10 Then
Channel = 3
V = Getadc(channel)
End If
Vsensor = 4.995 * V
Vsensor = Vsensor / 1023
Res = 4.995 - Vsensor
Res = Vsensor / Res
Res = R * Res
Res1 = Res
Locate 1 , 1
Lcd "Res="
Lcd Res1
Lcd "Ohm"
Loop
Gambar 4.22. Listing Program Pengukuran Resistansi
Hasil pengukuran nilai resistor oleh sistem dapat dilihat pada tabel 4.12.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Tabel 4.12. Hasil Pengukuran Resistansi oleh Sistem
No Beban Terukur
(Ohm)
Beban di LCD
(Ohm)
Error
(%)
Beban di LCD
(Ohm)
Error
(%)
KC=1cm-1
KC=2cm-1
1 9890 11120 12,4 10568 6,9
2 6750 7113 5,4 6855 1,6
3 985 987 0,2 983 0,2
4 519 517 0,4 518 0,2
5 217 216 0,46 216 0,46
6 177 176 0,57 175 1,13
Rata-rata (%) 3,24 1,7
No Beban Terukur
(Ohm) KC=5 cm
-1 KC=10 cm
-1
1 9890 10237 3,51 10008 1,12
2 6750 6802 0,77 6734 0,24
3 985 982 0,30 979 0,61
4 519 518 0,2 514 0,96
5 217 216 0,46 214 1,38
6 177 175 1,13 175 1,13
Rata-rata (%) 1,06 0,92
Sistem dapat mengukur resistansi dengan error yang semakin kecil jika nilai
konstanta sel yang digunakan semakin besar. Pada setiap konstanta sel, semakin besar nilai
resistansi yang diukur maka error semakin besar. Berdasarkan tabel 4.12, nilai resistansi
yang dianjurkan untuk diukur kurang dari 6750 ohm atau lebih dari 148 µS/cm sehingga
tidak terjadi kesalahan pengukuran konduktivitas akibat error dari sistem.
4.4.6. Pengujian Sensor Suhu
ADC4 mengkonversi tegangan menjadi data digital untuk menghitung nilai suhu
yang terukur oleh sensor LM35. Nilai suhu hasil perhitungan ditampilkan pada LCD.
Listing program untuk menguji keberhasilan sensor suhu ditunjukan pada gambar 4.23.
Channel = 4
S = Getadc(channel)
Suhu = 499.5 * S
Suhu = Suhu / 1023
Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#")
Locate 2 , 10
Lcd "S="
Lcd Tampil_suhu
Lcd "C
Gambar 4.23. Listing Program Sensor Suhu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Pengujian sensor suhu dilakukan dengan cara membandingkan data hasil
pengukuran sensor suhu sistem dengan hasil pengukuran alat ukur baku. Alat ukur baku
yang digunakan memiliki nama produksi Krisbow KW06-308 seperti pada gambar 4.24.
Gambar 4.24. Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku
Air yang digunakan pada proses pengujian dipanaskan hingga suhu 35oC, kemudian
suhu air tersebut diukur secara bersamaan oleh sistem dan alat ukur baku. Pengukuran
dilakukan pada suhu dengan jangkauan seperti yang ditunjukan pada tabel 4.13.
Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku
No Suhu alat ukur baku
( oC )
Suhu sistem
(oC)
Error
(%)
1 35,3 35,2 0,28
2 30 30,3 1
3 26,6 26,9 1,13
4 20,3 20,6 1,48
5 15,5 15,9 2,58
Rata-rata error (%) 1,29
Sensor suhu pada sistem mampu melakukan pengukuran suhu dengan jangkauan
pengukuran 15,5oC sampai 35,3
oC dengan rata-rata error yaitu 1,29%. Error ini
berpengaruh pada koreksi suhu pengukuran nilai konduktivitas. Sistem mampu bekerja
dengan baik tanpa menghasilkan error yang besar jika suhu air yang diukur lebih dari
20,3oC.
4.4.7. Pengujian Koreksi Suhu
Algoritma koreksi suhu berfungsi dengan baik jika nilai konduktivitas hasil
pengukuran sama walaupun suhu sampel berubah-ubah. Sensor konduktivitas dengan
konstanta sel 1cm-1
menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,005%. Konstanta
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
sel 2cm-1
menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,035%. Konstanta sel 5cm-1
menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,09%. Pengujian koreksi suhu tidak
melibatkan sensor konduktivitas dengan konstanta sel 10cm-1
karena jangkauan
pengukuran konduktvitasnya tidak berada pada jangkauan pengukuran sistem yaitu
0µS/cm sampai 5000µS/cm pada suhu normal 25oC. Listing program koreksi suhu
ditunjukan pada gambar 4.25.
If K = 1 Then
Channel = 0
V = Getadc(channel)
End If
If K = 2 Then
Channel = 1
V = Getadc(channel)
End If
If K = 5 Then
Channel = 2
V = Getadc(channel)
End If
Channel = 4
S = Getadc(channel)
Suhu = 499.5 * S
Suhu = Suhu / 1023
Vsensor = 4.995 * V
Vsensor = Vsensor / 1023
Kon = 4.995 - Vsensor
Kon = Kon / Vsensor
Kon = Kon * 1000000.0
Kon = Kon / R
Kon = K * Kon
Kor = Suhu - 25
Kor = 0.02 * Kor
Kor = 1 + Kor
Kon = Kon / Kor
Kon1 = Kon
Locate 1 , 1
Lcd "Kon="
Lcd Kon1
Lcd "uS/cm"
Locate 1 , 14
Lcd "K="
Lcd K
Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#")
Lcd "S="
Lcd Tampil_suhu
Lcd "C"
End If
Gambar 4.25. Listing Program Koreksi Suhu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Hasil listing program diatas ditunjukan pada tabel 4.14, tabel 4.15 dan tabel 4.16.
Tabel 4.14. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta Sel 1cm-1
N
O
S
U
H
U
KC=1cm-1
Tegangan
Sensor
(volt)
Konduktivitas
koreksi
(µS/cm)
Error
(%)
1 19,5 4,761 560 1,41
2 23,9 4,731 577 1,58
3 25,4 4,726 571 0,53
4 39,1 4,658 572 0,70
Rata-rata error 1,06
Tabel 4.15. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta Sel 2cm-1
N
O
S
U
H
U
KC=2cm-1
Tegangan
Sensor
(volt)
Konduktivitas
koreksi
(µS/cm)
Error
(%)
1 21 4,355 1594 2,39
2 23,4 4,321 1610 1,41
3 24,9 4,297 1628 0,31
4 41 4,101 1650 1,04
Rata-rata error 1,29
Tabel 4.16. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta Sel 5cm-1
N
O
S
U
H
U
KC=5cm-1
Tegangan
Sensor
(volt)
Konduktivitas
koreksi
(µS/cm)
Error
(%)
1 21 3,711 3652 2,67
2 23,9 3,628 3739 0,35
3 25,9 3,584 3757 0,13
4 35,6 3,384 3812 1,60
Rata-rata error 1,19
Kesalahan koreksi suhu membesar jika suhu air berada pada jangkauan yang jauh
dari suhu normal 25oC. Koreksi suhu mampu menghasilkan nilai konduktivitas yang sama
untuk setiap perubahan dengan kesalahan rata-rata 1,06% untuk konstanta sel 1cm-1
, 1,29%
untuk konstanta sel 2cm-1
dan 1,19% untuk konstanta sel 5cm-1
.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
4.4.8. Pengujian Rangkaian Driver Relay
Pengujian rangkaian driver relay dilakukan dengan memberikan level tegangan
keluaran berupa logika tinggi(high level) dan logika rendah(low level) pada portc.7
ATMega32. Listing program pada ATMega32 untuk pengujian driver relay ditunjukan
pada gambar 4.26.
$regfile "m32def.dat"
Config Pinc.7 = Output
Portc.7 = 1
Waitms 100
Portc.7 = 0
Gambar 4.26. Listing Program Driver Relay
Saat rangkaian driver relay mendapat tegangan pada bagian basis transistor maka
transistor bekerja sesuai dengan kondisi tegangan yang diberikan. Hasil dari rangkaian
driver relay adalah kondisi terminal bersama (common terminal) dari relay yang
ditunjukan pada tabel 4.17.
Tabel 4.17. Kondisi Terminal Bersama Relay
No
Level
tegangan
Portc.7
Tegangan
VBE
(volt)
Arus
kolektor
(mA)
Terminal
bersama
relay
1 “low” 0,004 0 Normally closed
2 “high” 0,778 52 Normally opened
ATMega32 dapat mengendalikan rangkaian driver relay untuk mengsuplai sensor
konduktivitas dengan tegangan 5 volt dari catu daya satu saat diberikan logika tinggi(high
level) dan mengalihkannya ke ground saat diberikan logika rendah(low level).
Jika tegangan keluaran portc.7 ATMega32 adalah 0 volt(low level) maka rangkaian
driver relay menghasilkan arus kolektor sebesar 0mA. Besar arus ini tidak dapat
membangkitkan gaya elektromekanis pada coil relay sehingga pin bersama pada driver
tetap terhubung dengan pin n.o (normally opened). Jika tegangan keluaran portc.7
ATMega32 adalah 5 volt(high level) maka rangkaian driver relay menghasilkan arus
kolektor sebesar 52mA. Besar arus ini dapat membangkitkan gaya elektromekanis pada
coil relay sehingga pin bersama pada driver terhubung dengan pin n.o (normally opened).
4.4.9. Pengujian Komunikasi Serial RS-485
Pengujian komunikasi serial RS-485 bertujuan untuk mengetahui keberhasilan
komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem akuisisi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
data. Sistem akuisisi data mengirimkan data berupa kode pengenal sistem. Sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan memiliki kode pengenal ”E”. Sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan hanya melakukan pengukuran dan mengirimkan data hasil
pengukuran ke sistem akuisisi data jika menerima kode tersebut. Data yang dikirim ke
sistem akuisisi data berupa kode pengenal data sistem, nilai konduktivitas dan kode
pengakhir data berupa karakter “#”. Data sistem pengukuran konduktivitas dikenal dengan
karakter ”O”.
Proses komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dengan
sistem akuisisi data menggunakan listing program seperti pada gambar 4.27.
Do
Portd.2=0
Status = Ischarwaiting()
If Status = 1 Then
Data_terima = Waitkey()
End If
Cls
Cls
Locate 1 , 1
Lcd Data_terima
Waitms 50
If Data_terima = "E" Then
Data1 = Data1 + 100
End If
Cls
Cls
Locate 1 , 1
Lcd Data_terima
waitms 50
Portd.2=1
Print "O" ; Data1 ; "#"
Cls
Cls
Locate 1 , 1
Lcd "O"
Lcd Data1
Lcd "#"
Loop
Gambar 4.27. Listing Program Komunikasi Serial RS-485
Komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem
akuisisi data dapat bejalan dengan baik menggunakan program pada gambar 4.27. Data
yang diterima dan dikirim oleh sistem pengukuran konduktivitas air dan sistem akuisisi
data ditunjukan pada tabel 4.18.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tabel 4.18. Pengiriman dan Penerimaan Data pada Sistem Pengukuran Konduktivitas Air
Kolam Ikan dan Sistem Akuisisi Data
No
Sistem Pengukuran Konduktivitas
Air Kolam Ikan Sistem Akuisisi Data
Data diterima Data dikirim Data dikirim Data diterima
1 “C” - “C” -
2 “D” - “D” -
3 “E” O100# “E” O100#
4 “E” O200# “E” O200#
5 “E” O300# “E” O300#
Sistem akuisisi data mengirimkan data kode pengenal sistem yaitu “C”, “D” dan
“E”. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu menerima data kode
pengenal sistem dan membedakannya, sehingga hanya melakukan pengukuran dan
pengiriman data saat menerima kode yang tepat. Data yang dikirim oleh sistem
pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu diterima oleh sistem akuisisi data dengan
benar.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan analisis terhadap hasil dan pembahasan sistem, diperoleh kesimpulan
sebagai berikut:
1. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu melakukan pengukuran
konduktivitas dan komunikasi dengan sistem akuisisi data.
2. Pengukuran keempat sensor konduktivitas pada semua jangkauan nilai
konduktivitas menyebabkan kesalahan rata-rata pada konstanta sel 1cm-1
sebesar
29%, konstanta sel 2cm-1
sebesar 21%, konstanta sel 5cm-1
sebesar 39% dan
konstanta sel 10cm-1
sebesar 118%.
3. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
mampu melakukan pengukuran
konduktivitas pada jangkauan nilai 163 µS/cm sampai 756 µS/cm dengan tingkat
kesalahan rata-rata 1% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 3%.
4. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1
mampu melakukan pengukuran
konduktivitas pada jangkauan nilai 1199 µS/cm sampai 2090 µS/cm dengan tingkat
kesalahan rata-rata 1% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 1%.
5. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 5cm-1
mampu melakukan pengukuran
konduktivitas pada jangkauan nilai 3750 µS/cm sampai 5690µS/cm dengan tingkat
kesalahan rata-rata 0% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 1%.
6. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 10cm-1
tidak memiliki jangkauan
pengukuran pada rentang 0µS/cm sampai 5690µS/cm.
7. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
tidak dapat
melakukan pengukuran pada sampel NaOH dengan kosentrasi 0,07%.
5.2. Saran
Pengembangan sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dapat dilakukan
berdasarkan saran-saran sebagai berikut:
1. Nilai konstanta sel pada sensor konduktivitas dapat dikembangkan untuk
melakukan pengukuran pada rentang nilai yang yang tidak dapat diukur oleh
konstanta sel 1cm-1
, 2cm-1
dan 5cm-1
.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
2. Sistem pengukuran konduktivitas dapat dikembangkan untuk melakukan
pengukuran dengan banyak sensor konduktivitas secara otomatis.
3. Tindakan pencegahan terhadap pengaruh ketidakstabilan sistem pengukuran
konduktivitas air kolam ikan pada proses kontrol kualitas air kolam ikan dapat
dilakukan dengan menurunkan standar aman konduktivitas menjadi 4950 µS/cm.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dewi, S.E., 2006, Pengaruh Salinitas 0, 3, 6, 9 dan 12 PPT Terhadap Pertumbuhan
dan Kelangsungan Hidup Benih Ikan Gurame (Osprhonemus gouramy) Ukuran 3-6
Cm, http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/49026, diakses tanggal 10 januari
2014.
[2] Nybakken, J.W., 1988, Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis. Jakarta: PT.
Gramedia.
[3] Water quality monitoring data parameter, http://www.watershedcouncil.org/learn/
waterterminology/, diakses tanggal 20 september 2013.
[4] Ramalhoo, S., Ramos, H., Ramos, P., 2009, Conductivity Cell For Water Quality
Monitoring, http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/8512/1/Coductivity
cell forwaterqualitymonitoring.pdf, diakses tanggal 18 september 2013.
[5] Sumariyah, Yulianto, T., Priyono, J., 2006, Rancang bangun sistem pengukuran
konduktivitas larutan Elektrolit menggunakan mikrokontoler AT89C51, Berkala
Fisika ISSN: 1410 – 9662, Vol.9, No.3, hal 157-163.
[6] Mustaghfirotur, A., 2010, Perancangan Alat Ukur Konduktivitas pada Proses
Penyulingan air garam untuk konsumsi air minum, http://lib.uinmalang.ac.id/
files/thesis/fullchapter/05540011.pdf, diakses tanggal 20 september 2013.
[7] Martanto, Harini, W.B., Merucahyo, Y.P., Priantoro, T.A., 2013, Alat Ukur
Konduktivirtas Air Sungai pada Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam, Prosiding
Seminar Ritrektra2013, ISBN:978-602-97094-4-5, No.TR-H4, Hal 187-190
[8] Haryadi, S.D., Sutarmanto, R., 1995, Pembenihan Ikan Air Tawar, Yogyakarta:
Kanisius.
[9] Cahyono, B., 2001, Budidaya Ikan di Perairan Umum, Yogyakarta: Kanisius.
[10] Emersonprocess, 2010, Theory and Application of conductivity, http://www.
emersonprocess.com/siteadmincenter/PMRosemountAnalyticalDocuments/Liq_AD
S_43 -018. pdf, diakses tanggal 18 september 2013.
[11] Iccontrols, 2005, Conductivity Theory and Measurement, http://www.iccontrols.
com/files/4-1.pdf, diakses tanggal 19 september 2013.
[12] Thronton, Theory of Liquid Measurements, http://www.snowpure.com/docs/
thornton-presentation-conductivity-measurement.pdf, diakses tanggal 19 september
2013.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
[13] Radiometeranalytical, Conductivity Theory and Practice, http://www.tau.ac.il/~
chemlaba/Files/Theoryconductivity.pdf. diakses tanggal 19 september 2013.
[14] Hayt, W., Jack, K., 1985, Rangkaian Listri, Jakarta : Erlangga.
[15] -----, 2013, Datasheet LM35, Texas Instruments.
[16] Microduino, 2014, Microduino A simple thermometer, http://m.bhojpurinama.com/
trendsplay/Yo3pF0iPbWk/Lesson-14_Microduino-A-simple-thermometer, diakses
tanggal 20 juli 2014.
[17] Engineersgarage, LCD, http://www.engineersgarage.com/electronic-components/
16x2-lcd-module-datasheet, diakses tanggal 15 oktober 2013.
[18] -----, 2011, Datasheet ATMega32, Atmel.
[19] Salam, A., Rancang Bangun Sistem Jaringan Multidrop Menggunakan RS-485
Pada Aplikasi Pengontrolan Alat Penerangan Kamar Hotel, FPTK UPI, Bandung.
[20] Boylestad, R., Nashelsky, L., 1996, Electronic Devices and Circuit Theory sixth
edition, New Jersey : Prentice Hall.
[21] Wicaksono, H., 2009, Catatan Kuliah Automasi 1: Relay - Prinsip dan Aplikasi,
http://learnautomation.files.wordpress.com/2009/08/modulkeseluruhanautomasi 1 1
bab2.pdf, diakses tanggal 20 juli 2013.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L1
LAMPIRAN A
Data Hasil Pengukuran Konduktivitas Larutan NaOH
di LAB BBTKL PP Yogyakarta
1. Data Konduktivitas NaOH 0,005% - 0,03%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L2
2. Data Konduktivitas NaOH 0,035% - 0,09%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L3
3. Data Konduktivitas NaOH 0,1% - 0,135%
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L4
LAMPIRAN B
Listing Program Mikrokontroler
1. Listing Program Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam
Ikan
1. $regfile "m32def.dat"
2. $crystal = 12000000
3. $hwstack = 32
4. $swstack = 40
5. $framesize = 40
6. $baud = 9600
7. Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference
= Aref
8. Start Adc
9. Config Pind.2 = Output
10. Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5
, Db6 = Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs
= Portb.0
11. Config Lcd = 16 * 2
12. Config Pinc.0 = Input , Pinc.1 = Input , Pinc.2 =
Input , Pinc.3 = Input ,
13. Config Pinc.4 = Input , Pinc.5 = Input , Pinc.6 =
Input , Pinc.7 = Output
14. Dim N As Integer
15. Dim E As Integer
16. Dim M As Integer
17. Dim A As Integer
18. Dim R As Single
19. Dim J As Integer
20. Dim K As Integer
21. Dim Vsensor As Single
22. Dim Kon As Single
23. Dim Kor As Single
24. Dim V As Word
25. Dim Suhu As Single
26. Dim S As Word
27. Dim C As Integer
28. Dim Kon1 As Integer
29. Dim Channel As Byte
30. Dim Data_terima As String * 1
31. Dim Status As Byte
32. Dim Tampil_suhu As String * 2
33. Dim Tampil_vsensor As String * 4
34. N = 0
35. Kon = 100
36. 'Suhu = 25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L5
37. Vsensor = 4.995
38. M = 0
39. E = 0
40. C = 0
41. Do
''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
42. If C = 0 Then
43. C = 1
44. Do
''''''''''''''''''''Pemilihan Sensor''''''''''''''''''''
Back1:
45. If N = 0 Then
46. N = 1
47. Cls
48. Locate 1 , 2
49. Lcd " PILIH SENSOR "
50. Locate 2 , 1
51. Lcd "K=1 K=2 K=5 K=10"
52. End If
''''''''''''''''''''''''''K=1''''''''''''''''''''''''''
If Pinc.0 = 1 Then
53. If Pinc.4 = 1 Then
54. A = 1
55. K = 1
56. R = 98.7
57. J = 0
58. Goto Next0
59. End If
60. End If
''''''''''''''''''''''''''K=2''''''''''''''''''''''''''
61. If Pinc.1 = 1 Then
62. If Pinc.4 = 1 Then
63. A = 1
64. K = 2
65. R = 200.0
66. J = 0
67. Goto Next0
68. End If
69. End If
''''''''''''''''''''''''''K=5''''''''''''''''''''''''''
70. If Pinc.2 = 1 Then
71. If Pinc.4 = 1 Then
72. A = 1
73. K = 5
74. R = 515.0
75. J = 0
76. Goto Next0
77. End If
78. End If
''''''''''''''''''''''''''K=10''''''''''''''''''''''''''
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L6
79. If Pinc.3 = 1 Then
80. If Pinc.4 = 1 Then
81. A = 1
82. K = 10
83. R = 989.0
84. J = 0
85. Goto Next0
86. End If
87. End If
''''''''''''''''Akhir Blok Pilih KonstantaSel''''''''''
88. Loop
89. End If
''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
90. A = 0
91. If A = 1 Then
92. Do
93. Back:
'''''''''Terima data dari Sistem Akuisisi Data''''''''''
94. Portd.2 = 0
95. Status = Ischarwaiting()
96. If Status = 1 Then
97. Data_terima = Waitkey()
98. End If
99. If J = 1 Then
100. Next0: 101. J = 0 102. Cls 103. Locate 2 , 7 104. Lcd "K=" 105. Lcd K 106. Locate 1 , 1 107. Lcd " Terima Data " 108. End If '''''''''''''Pencocokan Kode Pengenal Sistem'''''''''''
109. If Data_terima = "E" Then 110. Goto Next1 111. Portd.2 = 1 112. End If '''''''''''''''''''''''Tombol Balik''''''''''''''''''''
113. If Pinc.5 = 1 Then 114. N = 0 115. Goto Back1 116. End If ''''''''''''''''Tampil Hasil Pengukuran'''''''''''''''''
117. If M = 1 Then 118. Cls 119. Locate 1 , 1 120. Lcd "Kon=" 121. Lcd Kon1 122. Lcd "uS/cm"
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L7
123. Locate 1 , 14 124. Lcd "K=" 125. Lcd K 126. Tampil_vsensor = Fusing(vsensor , "#.###") 127. Locate 2 , 1 128. Lcd "V=" 129. Lcd Tampil_vsensor 130. Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#") 131. Locate 2 , 10 132. Lcd "S=" 133. Lcd Tampil_suhu 134. Lcd "C" 135. M = 0 136. End If ''''''''''''''''Pengukuran Konduktivitas''''''''''''''''
137. If E = 1 Then 138. Do 139. Next1: 140. E = 0 141. Cls 142. Locate 1 , 1 143. Lcd " Ukur dan Kirim " 144. Portc.7 = 1 145. Waitms 100 '''''''''''''''''''''Konversi ADC '''''''''''''''''''''
146. Channel = 4 147. S = Getadc(channel) 148. Suhu = 499.5 * S 149. Suhu = Suhu / 1023 150. If K = 1 Then 151. Channel = 0 152. V = Getadc(channel) 153. End If 154. If K = 2 Then 155. Channel = 1 156. V = Getadc(channel) 157. End If 158. If K = 5 Then 159. Channel = 2 160. V = Getadc(channel) 161. End If 162. If K = 10 Then 163. Channel = 3 164. V = Getadc(channel) 165. End If '''''''''''''''Hitung Nilai Konduktivitas'''''''''''''''
166. Portc.7 = 0 167. Vsensor = 4.995 * V 168. Vsensor = Vsensor / 1023 169. Kon = 4.995 - Vsensor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L8
170. Kon = Kon / Vsensor 171. Kon = Kon * 1000000.0 172. Kon = Kon / R 173. Kon = K * Kon 174. Kor = Suhu - 25 175. Kor = 0.02 * Kor 176. Kor = 1 + Kor 177. Kon = Kon / Kor 178. Kon1 = Kon 179. M = 1 ''''''''''''''''Paket Data dan kirim Data'''''''''''''''
180. Print "O" ; Kon1 ; "#" 181. Goto Back 182. Loop 183. End If ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
184. Loop 185. End If 186. Loop ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''
2. Listing Program Sistem Akuisisi Data
1. $regfile "m32def.dat" 2. $crystal = 12000000
3. $hwstack = 32
4. $swstack = 40
5. $framesize = 40
6. $baud = 9600
7. Config Pinc.0 = Input
8. Config Pind.2 = Output
9. ConfigLcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 ,
Db6 = Portb.6
10. ConfigLcdpin = Pin , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs =
Portb.0
11. ConfigLcd = 16 * 2
12. Dim Status As Byte
13. Dim Din As String * 1
14. Dim Sdin As String * 6
15. Do
'''''''''''''''''Tekan Tombol Kirim'''''''''''''''''''
16. If Pinc.0 = 1 Then
17. C:
18. If Pinc.0 = 0 Then
19. Portd.2 = 1
20. Print "E"
21. Goto Next1
22. End If
23. Goto C
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L9
24. End If
25. Loop
''''''''''''''''''''''''''Terima Data''''''''''''''''''
26. Do
27. Next1:
28. Portd.2 = 0
29. Status = Ischarwaiting()
30. If Status = 1 Then
31. Do
32. Din = Waitkey()
33. Sdin = Sdin + Din
34. Loop Until Din = "#"
35. End If
36. Locate 1 , 1
37. LcdSdin
38. Loop Until Din = "#"
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L10
LAMPIRAN C
Rangkaian Elektronik Sistem
1. Rangkaian Minimum Sistem
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L11
2. Rangkaian Catu Daya 5 Volt
3. Rangkaian Tombol Tekan
4. Rangkaian LCD
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L12
LAMPIRAN D
DATA HASIL PENGUKURAN SISTEM
1. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH
Pengukuran sistem pada larutan NaOH dilakukan 10 kali untuk setiap konsentrasi.
1.1. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,005%
0,005%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 694 4,663 26,9
164 4,912 27,3 202 4,892 26,9 368 4,809 25,9 701 4,663 26,4
164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4
164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4
154 4,917 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4
164 4,912 27,3 202 4,892 26,9 365 4,809 26,4 651 4,683 26,9
164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 651 4,683 26,9
154 4,917 27,3 204 4,892 26,4 358 4,814 25,9 651 4,683 26,9
155 4,917 26,9 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 662 4,678 26,9
164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 662 4,678 26,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
161 164 154 204 204 202 367 368 358 674 701 651
1.2. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,01%
0,01%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
356 4,819 26,9 437 4,78 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9
360 4,819 26,4 437 4,78 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9
360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9
360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1139 4,473 26,9
370 4,814 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1139 4,473 26,9
360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1138 4,477 26,4
360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 737 4,634 26,4 1139 4,473 26,9
360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1127 4,477 26,9
370 4,814 26,4 427 4,785 26,4 715 4,643 26,4 1139 4,473 26,9
360 4,819 26,4 421 4,79 25,9 726 4,639 26,4 1127 4,477 26,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
362 370 356 428 437 421 729 737 715 1140 1151 1127
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L13
1.3. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,015%
0,015%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
577 4,722 25,9 623 4,697 25,9 1054 4,507 24,9 1599 4,297 26,4
544 4,736 25,9 623 4,697 25,9 1042 4,512 24,9 1599 4,297 26,4
577 4,722 25,9 617 4,697 26,4 1042 4,512 24,9 1586 4,302 26,4
577 4,722 25,9 634 4,692 25,9 1042 4,512 24,9 1599 4,297 26,4
566 4,726 25,9 634 4,692 25,9 1042 4,512 24,9 1573 4,307 26,4
566 4,726 25,9 623 4,697 25,9 1031 4,516 24,9 1571 4,302 26,9
566 4,726 25,9 623 4,697 25,9 1031 4,516 24,9 1571 4,302 26,9
598 4,712 25,9 612 4,702 25,9 1021 4,516 25,4 1559 4,307 26,9
544 4,736 25,9 612 4,702 25,9 1042 4,512 24,9 1559 4,307 26,9
566 4,726 25,9 612 4,702 25,9 1019 4,521 24,9 1546 4,311 26,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
568 598 544 621 634 612 1037 1054 1019 1576 1599 1546
1.4. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,02%
0,02%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
762 4,634 26,9 863 4,585 26,9 1305 4,404 24,9 2026 4,136 26,9
751 4,639 26,9 874 4,58 26,9 1317 4,394 25,4 2012 4,141 26,9
751 4,639 26,9 863 4,585 26,9 1317 2,399 24,9 2012 4,141 26,9
729 4,648 26,9 851 4,59 26,9 1305 4,404 24,9 2054 4,126 26,9
751 4,639 26,9 863 4,585 26,9 1292 4,404 25,4 2040 4,131 26,9
762 4,634 26,9 851 4,59 26,9 1342 4,39 24,9 2026 4,136 26,9
729 4,648 26,9 855 4,585 27,3 1317 4,394 25,4 2031 4,141 26,4
751 4,639 26,9 866 4,58 27,3 1304 4,399 25,4 2017 4,145 26,4
762 4,634 26,9 866 4,58 27,3 1305 4,404 24,9 2059 4,131 26,4
762 4,634 26,9 855 4,585 27,3 1329 4,394 24,9 2065 4,136 25,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
751 762 729 861 874 851 1313 1342 1292 2034 2065 2012
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L14
1.5. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,03%
0,03%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
934 4,57 25,4 1197 4,448 26,4 1939 4,165 24,9 3046 3,823 25,9
946 4,565 25,4 1185 4,453 26,4 1920 4,165 25,4 3029 3,828 25,9
934 4,57 25,4 1185 4,453 26,4 1857 4,194 24,9 3025 3,838 25,4
899 4,585 25,4 1197 4,448 26,4 1934 4,16 25,4 3042 3,833 25,4
923 4,575 25,4 1185 4,453 26,4 1939 4,165 24,9 3025 3,838 25,4
888 4,59 25,4 1185 4,453 26,4 1884 4,184 24,9 3025 3,838 25,4
899 4,585 25,4 1185 4,448 26,9 1911 4,175 24,9 3009 3,843 25,4
899 4,585 25,4 1185 4,453 26,4 1898 4,18 24,9 3059 3,828 25,4
888 4,59 25,4 1185 4,453 26,4 1879 4,18 25,4 3042 3,833 25,4
899 4,585 25,4 1209 4,443 26,4 1884 4,184 24,9 3042 3,833 25,4
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
911 946 888 1190 1209 1185 1905 1939 1857 3034 3059 3009
1.6. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,035%
0,035%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
1007 4,536 25,9 1381 4,385 25,4 2276 4,048 24,9 3597 3,677 25,4
1101 4,502 25,4 1369 4,39 25,4 2276 4,048 24,9 3525 3,696 25,4
1126 4,492 25,4 1344 4,399 25,4 2148 4,092 24,9 3490 3,706 25,4
982 4,551 25,4 1382 4,39 24,9 2219 4,067 24,9 3472 3,711 25,4
1005 4,541 25,4 1354 4,394 25,4 2162 4,087 24,9 3616 3,672 25,4
1101 4,502 25,4 1381 4,385 25,4 2233 4,062 24,9 3669 3,667 24,9
993 4,546 25,4 1381 4,385 25,4 2176 4,082 24,9 3597 3,677 25,4
982 4,551 25,4 1356 4,394 25,4 2233 4,062 24,9 3543 3,691 25,4
1053 4,521 25,4 1356 4,394 25,4 2219 4,067 24,9 3599 3,667 25,9
1065 4,516 25,4 1381 4,385 25,4 2219 4,067 24,9 3545 3,682 25,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
1042 1126 982 1369 1382 1344 2216 2276 2148 3565 3669 3472
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L15
1.7. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,04%
0,04%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
1174 4,473 25,4 1628 4,297 24,9 2579 3,94 25,4 4027 3,564 25,4
1150 4,482 25,4 1628 4,297 24,9 2573 3,95 24,9 4028 3,574 24,9
1150 4,482 25,4 1652 4,282 25,4 2525 3,965 24,9 4066 3,564 24,9
1186 4,473 24,9 1612 4,297 25,4 2579 3,94 25,4 4008 3,579 24,9
1173 4,477 24,9 1628 4,297 24,9 2563 3,945 25,4 4066 3,564 24,9
1162 4,477 25,4 1641 4,292 24,9 2558 3,955 24,9 4008 3,579 24,9
1174 4,473 25,4 1628 4,297 24,9 2518 3,96 25,4 3969 3,579 25,4
1150 4,482 25,4 1639 4,287 25,4 2594 3,935 25,4 4008 3,579 24,9
1149 4,487 24,9 1641 4,292 24,9 2548 3,95 25,4 4008 3,579 24,9
1211 4,458 25,4 1628 4,297 24,9 2533 3,955 25,4 4066 3,564 24,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
1168 1211 1149 1633 1652 1612 2557 2594 2518 4025 4066 3969
1.8. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,05%
0,05%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
1451 4,365 25,4 2082 4,136 24,9 3066 3,789 25,4 4650 3,413 25,4
1515 4,341 25,4 2096 4,131 24,9 2985 3,813 25,4 4629 3,418 25,4
1541 4,331 25,4 2048 4,141 25,4 3001 3,809 25,4 4820 3,374 25,4
1476 4,355 25,4 2082 4,136 24,9 3014 3,813 24,9 4735 3,393 25,4
1476 4,355 25,4 2103 4,136 24,4 2985 3,813 25,4 4799 3,379 25,4
1476 4,355 25,4 2103 4,136 24,4 3001 3,809 25,4 4693 3,403 25,4
1464 4,36 25,4 2088 4,141 24,4 2985 3,813 25,4 4650 3,413 25,4
1504 4,35 24,9 2117 4,131 24,4 2969 3,818 25,4 4588 3,428 25,4
1489 4,35 25,4 2103 4,136 24,4 2998 3,818 24,9 4820 3,374 25,4
1489 4,35 25,4 2088 4,141 24,4 2998 3,818 24,9 4756 3,389 25,4
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
1488 1541 1451 2091 2117 2048 3000 3066 2969 4714 4820 4588
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L16
1.9. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,07%
0,07%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
1795 4,238 25,4 2373 4,023 25,9 3319 3,706 25,9 5465 3,223 25,9
1714 4,267 25,4 2373 4,023 25,9 3353 3,696 25,9 5536 3,208 25,9
1741 4,258 25,4 2170 4,092 25,9 3387 3,686 25,9 5512 3,213 25,9
1768 4,248 25,4 2300 4,048 25,9 3385 3,696 25,4 5442 3,227 25,9
1782 4,243 25,4 2198 4,082 25,9 3368 3,701 25,4 5419 3,232 25,9
1768 4,248 25,4 2314 4,043 25,9 3351 3,706 25,4 5372 3,242 25,9
1768 4,248 25,4 2198 4,082 25,9 3351 3,706 25,4 5349 3,247 25,9
1782 4,243 25,4 2198 4,082 25,9 3334 3,711 25,4 5326 3,252 25,9
1782 4,243 25,4 2170 4,092 25,9 3334 3,711 25,4 5326 3,252 25,9
1768 4,248 25,4 2184 4,087 25,9 3317 3,716 25,4 5349 3,247 25,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
1767 1795 1714 2248 2373 2170 3350 3387 3317 5410 5536 5326
1.10. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,09%
0,09%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
1977 4,194 23,9 2453 4,028 23,9 3739 3,628 23,9 6091 3,154 23,4
1948 4,204 23,9 2437 4,033 23,9 3739 3,628 23,9 6168 3,14 23,4
2078 4,16 23,9 2407 4,043 23,9 3795 3,613 23,9 6040 3,164 23,4
2020 4,18 23,9 2407 4,043 23,9 3758 3,623 23,9 6091 3,154 23,4
1991 4,189 23,9 2392 4,048 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4
1977 4,194 23,9 2407 4,043 23,9 3776 3,618 23,9 6040 3,164 23,4
2011 4,189 23,4 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4
2035 4,175 23,9 2437 4,033 23,9 3758 3,623 23,9 5930 3,174 23,9
2093 4,155 23,9 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4
2049 4,17 23,9 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5980 3,164 23,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
2018 2093 1948 2416 2453 2392 3752 3795 3739 6023 6168 5930
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L17
1.11. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,1%
0,1%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
2134 4,106 26,4 2626 3,926 26,9 4166 3,467 26,4 6547 2,088 26,9
2134 4,106 26,4 2698 3,911 26,4 4165 3,457 26,9 6754 2,964 26,4
2120 4,111 26,4 2636 3,931 26,4 4184 3,452 26,9 6521 2,993 26,9
2134 4,106 26,4 2682 3,916 26,4 4224 3,452 26,4 6494 2,998 26,9
2120 4,111 26,4 2698 3,911 26,4 4205 3,457 26,4 6442 3,008 26,9
2149 4,101 26,4 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6736 2,949 26,9
2163 4,097 26,4 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6529 3,003 26,4
2192 4,087 26,4 2698 3,911 26,4 4166 3,467 26,4 6547 2,988 26,9
2100 4,111 26,9 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6818 2,939 26,9
2157 4,092 26,9 2667 3,921 26,4 4166 3,467 26,4 6363 3,022 26,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
2140 2192 2100 2671 2698 2626 4189 4224 4165 6575 6818 6363
1.12. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,11%
0,11%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
2231 4,087 25,9 2862 3,877 25,4 4622 3,354 26,4 7073 2,93 25,4
2242 4,077 25,9 2874 3,882 24,9 4602 3,359 26,4 7130 2,92 25,4
2345 4,043 25,9 2915 3,852 25,9 4561 3,369 26,4 6876 2,964 25,4
2155 4,106 25,9 2915 3,852 25,9 4561 3,369 26,4 6932 2,954 25,4
2155 4,106 25,9 2857 3,887 24,9 4581 3,364 26,4 7073 2,93 25,4
2286 4,062 25,9 2931 3,848 25,9 4561 3,369 26,4 6988 2,944 25,4
2286 4,062 25,9 2850 3,872 25,9 4581 3,364 26,4 6820 2,974 25,4
2286 4,062 25,9 2898 3,857 25,9 4619 3,345 26,9 6932 2,954 25,4
2286 4,062 25,9 2898 3,857 25,9 4602 3,359 26,4 6820 2,974 25,4
2256 4,072 25,9 2898 3,857 25,9 4561 3,369 26,4 6876 2,964 25,4
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
2253 2345 2155 2889 2931 2850 4581 4622 4561 6952 7130 6820
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L18
1.13. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,115%
0,115%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
2612 3,965 25,4 3467 3,711 24,9 5076 3,271 25,4 7142 2,93 24,9
2659 3,95 25,4 3379 3,735 24,9 5059 3,286 24,9 7200 2,92 24,9
2883 3,882 25,4 3327 3,75 24,9 4940 3,291 25,9 7346 2,895 24,9
2732 3,931 25,4 3292 3,76 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9
2851 3,892 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7258 2,91 24,9
2628 3,96 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9
2754 3,921 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7171 2,925 24,9
2818 3,901 25,4 3327 3,75 24,9 5015 3,296 24,9 7258 2,91 24,9
2707 3,935 25,4 3292 3,76 24,9 5015 3,296 24,9 7114 2,935 24,9
2867 3,887 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7114 2,935 24,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
2751 2883 2612 3339 3467 3275 5007 5076 4940 7200 7346 7114
1.14. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,12%
0,12%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
2612 3,965 25,4 3467 3,711 24,9 5076 3,271 25,4 7142 2,93 24,9
2659 3,95 25,4 3379 3,735 24,9 5059 3,286 24,9 7200 2,92 24,9
2883 3,882 25,4 3327 3,75 24,9 4940 3,291 25,9 7346 2,895 24,9
2732 3,931 25,4 3292 3,76 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9
2851 3,892 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7258 2,91 24,9
2628 3,96 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9
2754 3,921 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7171 2,925 24,9
2818 3,901 25,4 3327 3,75 24,9 5015 3,296 24,9 7258 2,91 24,9
2707 3,935 25,4 3292 3,76 24,9 5015 3,296 24,9 7114 2,935 24,9
2867 3,887 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7114 2,935 24,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
2751 2883 2612 3339 3467 3275 5007 5076 4940 7200 7346 7114
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L19
1.15. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,125%
0,125%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC =5cm-1
KC =10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
2900 3,877 25,4 3453 3,696 25,9 5282 3,237 24,9 7393 2,876 25,4
3081 3,823 25,4 3685 3,633 25,9 5231 3,237 25,4 7293 2,881 25,9
3081 3,823 25,4 3488 3,686 25,9 5231 3,237 25,4 7592 2,842 25,9
3048 3,833 25,4 3436 3,701 25,9 5253 3,232 25,4 7410 2,861 25,9
3065 3,828 25,4 3471 3,691 25,9 5231 3,237 25,4 7363 2,881 25,4
3095 3,828 24,9 3667 3,638 25,9 5231 3,237 25,4 7381 2,866 25,9
3061 3,838 24,9 3471 3,691 25,9 5253 3,232 25,4 7322 2,876 25,9
2998 3,848 25,4 3436 3,701 25,9 5253 3,232 25,4 7470 2,851 25,9
3095 3,828 24,9 3595 3,657 25,9 5231 3,137 25,4 7422 2,871 25,4
3048 3,833 25,4 3436 3,701 25,9 5231 3,137 25,4 7263 2,886 25,9
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
3047 3095 2900 3514 3685 3436 5243 5282 5231 7391 7592 7263
1.16. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0, 135%
0,135%
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC=5cm-1
KC=10cm-1
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Vsen
(volt)
Suhu
(oC)
3338 3,75 25,4 4079 3,54 25,4 5693 3,14 25,4 7994 2,788 25,4
3338 3,75 25,4 4021 3,555 25,4 5741 3,13 25,4 7724 2,822 25,4
3355 3,745 25,4 3945 3,574 25,4 5669 3,144 25,4 7633 2837 25,4
3338 3,75 25,4 3926 3,579 25,4 5622 3,154 25,4 7848 2,803 25,4
3217 3,784 25,4 4059 3,545 25,4 5677 3,154 24,9 7956 2,798 24,9
3269 3,769 25,4 4040 3,55 25,4 5622 3,154 25,4 7786 2,812 25,4
3269 3,769 25,4 4021 3,555 25,4 5653 3,159 24,9 7633 2,837 25,4
3269 3,769 25,4 4002 3,559 25,4 5677 3,154 24,9 7800 2,822 24,9
3286 3,765 25,4 4079 3,54 25,4 5599 3,159 25,4 7633 2837 25,4
3286 3,765 25,4 4040 3,55 25,4 5725 3,144 24,9 7633 2837 25,4
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
Rata
(µS/cm) Max Min
3297 3355 3217 4021 4079 3926 5668 5741 5599 7764 7994 7633
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L20
2. Data Hasil Pengukuran Air Habitat Ikan
Jenis Air
KC=1cm-1
KC=2cm-1
KC=5cm-1
Kon
(µS/cm)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Suhu
(oC)
Kon
(µS/cm)
Suhu
(oC)
Kolam ikan I 292 27,3 375 29,3 619 27,3
Kolam ikan II 252 27,3 310 28,8 547 28,3
Kolam ikan III 272 27,3 342 28,3 597 28,3
Sungai 240 27,8 328 27,3 567 28,3
Sawah 223 27,3 293 28,3 537 27,8
Kran 255 26,9 324 26,4 558 26,4
Sungai +debu 1323 28,3 1811 27,3 2771 27,8
3. Perubahan Nilai Konduktivitas Akibat Eksitasi Terus-menerus pada
KC = 1cm-1
dan KC = 2cm-1
No
KC = 1cm-1
KC = 2cm-1
Waktu
(detik)
Konduktivitas
Naoh 0,01%
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
Waktu
(detik)
Konduktivitas
Naoh 0,03%
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
1 0 160 - 0 1159 -
2 10 160 0 10 992 167
3 20 150 10 20 911 81
4 30 150 0 30 830 81
5 40 150 0 40 774 56
6 50 150 0 50 740 34
4. Perubahan Nilai Konduktivitas Akibat Eksitasi Terus-menerus pada
KC = 5cm-1
dan KC = 10cm-1
No
KC = 5cm-1
KC = 10cm-1
Waktu
(detik)
Konduktivitas
Naoh 0,09%
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
Waktu
(detik)
Konduktivitas
Naoh 0,12%
(µ/cm)
Beda
(µ/cm)
1 0 3733 - 0 7353
2 10 3234 499 10 6637 716
3 20 2798 436 20 6450 187
4 30 2554 244 30 6234 216
5 40 2420 134 40 6132 102
6 50 2370 50 50 5957 175
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L21
LAMPIRAN E
PERANCANGAN RESISTOR RS
Perancangan resistor Rs diawali dengan membandingkan tingkat kelinieran grafik
hubungan VLarutan dan nilai konduktivitas pada konstanta sel sensor 1cm-1
, jika
menggunakan resistor RS dengan nilai yang berbeda-beda. Nilai konduktivitas dihitung
pada suhu 25oC dan catu daya yang digunakan memiliki tegangan sebesar 5 volt dengan
menggunakan persamaan berikut;
( )
( )
Tingkat kelinieran berdasarkan regresi kuadrat (R2) dari grafik hubungan VLarutan
dan konduktivitas ditunjukan pada gambar berikut.
Berdasarkan gambar diatas, nilai resistor RS 10 ohm, 50 ohm dan 100 ohm
menghasilkan tingkat kelinieran yang lebih baik pada rentang pembacaan konduktivitas
0µS/cm -5000µS/cm. Namun, resistor 100 ohm mampu bekerja pada rentang tegangan
yang lebih besar dari resistor 10 ohm dan 50 ohm. Rentang tegangan VLarutan yang besar
mampu menghasilkan ketelitian pengukuran konduktivitas ((µS/cm)/volt) yang lebih baik
R² = 0,9997 R² = 0,9971 R² = 0,99 R² = 0,9701 R² = 0,9479
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
Kon
du
kti
vit
as
(µS
/cm
)
VLarutan(volt)
VLarutan Vs Konduktivitas (KC = 1cm-1)
Rs = 10 ohm Rs = 50 ohm Rs = 100 ohm
Rs = 200 ohm Rs = 300 ohm
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L22
sehingga RS yang digunakan pada rangkaian sensor konduktivitas dengan konstanta sel
1cm-1
dalah 100 ohm.
Nilai resistor RS pada konstanta sel 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
dihitung menggunakan
nilai VLarutan pada konstanta sel 1cm-1
untuk konduktivitas sebesar 5000 µS/cm. VLarutan saat
nilai konduktivitas sebesar 5000 µS/cm dihitung menggunakan rumus berikut;
( )
Rumus tersebut menghasilkan nilai VLarutan sebesar 3,333 volt untuk nilai konduktivitas
sebesar 5000 µS/cm.
Jika nilai catu daya ditetapkan 5 volt dan suhu air berada pada nilai 25oC maka
nilai resistor Rs untuk konstanta sel 2cm-1
, 5cm-1
dan 10cm-1
ditunjukan pada tabel berikut;
No
Nilai
konstanta
sel
(cm-1)
Jangkauan
konduktivitas
tertinggi
(µS/cm)
Suhu
(Celcius)
Catu
daya
(volt)
VLarutan
(volt)
RLarutan
(ohm)*
Rs
(ohm)*
1 2 5000 25 5 3.333 400 200
2 5 5000 25 5 3.333 1000 500
3 10 5000 25 5 3.333 2000 1000
*Catatan: Nilai RLarutan dan RS diperoleh dari hasil perhitungan
Perhitungan nilai RLarutan menggunakan rumus;
( )
Perhitungan nilai RS menggunakan rumus;
-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L23
LAMPIRAN F
ALAT UKUR KONDUKTIVITAS BENCHTOP H208G
Alat ukur konduktivitas yang digunakan pada penelitian ini adalah Benchtop
H208G seperti gambar di bawah ini.
Benchtop H208G mampu mengukur pH, konduktivitas dan oksigen terlarut. Pada
pengukuran konduktivitas Benchtop H208G memiliki spesifikasi sebagai berikut;
1. Akurasi pembacaan : ±1% full scale atau ±1 digit
2. Resolusi : 0,01µS/cm, 0,1µS/cm, 1µS/cm, 0,01mS/cm dan 0,1mS/cm
3. Jangkauan pengukuran: 0µS/cm-19,99µS/cm, 20,0µS/cm-199,9µS/cm, 200µS/cm-
1999µS/cm, 2,00mS/cm – 19,99mS/cm, 20,0mS/cm – 199,0 mS/cm
Penggunaan Benchtop H208G dalam proses pengukuran membutuhkan langkah-
langkah sebagai berikut
1. Penyetelan tombol ukur
Tekan tombol power untuk menyalakan alat ukur, pilih jenis pengukuran yaitu
konduktivitas, derajat keasaman atau oksigen terlarut dengan menekan salah satu
tombol yang mewakili ketiga jenis pengukuran tersebut. Proses pengukuran
konduktivitas diawali dengan menekan tombol pengukuran konduktivitas.
2. Pemilihan range pengukuran
Proses pemilihan range pengukuran dilakukan secara otomatis oleh alat ukur.
Proses pemilihan diawalai dengan kalibrasi alat ukur pada larutan yang nilai
konduktivitasnya sudah diketahui seperti pada gambar di bawah ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L24
3. Proses pengukuran
Pada proses pengukuran, alat ukur dicelupkan pada larutan air. Alat ukur digerakan
naik-turun untuk menghilangkan gelembung pada bagian elektroda. Nilai
konduktivitas tertampil pada layar LCD alat ukur.
4. Pembersihan probe alat ukur
Setelah proses pengukuran selesai probe (elektroda) alat ukur harus dibersihkan
menggunakan “deionized water”
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L25
LAMPIRAN G
Flowchart Pengoperasian Sensor Konduktivitas dengan
Konstanta Sel 1cm-1
, 2cm
-1 dan 5cm
-1
MULAI
KC = 5 cm-1
aktif
Ukur Konduktivitas
KC = 2 cm-1
aktif
Ukur Konduktivitas
Kon5>5690
Tampil
LCD”Tidak Valid”
3750≤Kon5≤5690
Kon5 = Hasil Ukur
Tampil LCD nilai
kon5
Kon2 = Hasil Ukur
Kon2>2910
D
C
Tampil LCD
nilai kon25
G E
1199≤Kon2≤2910
F
Ya
Tidak
Ya
Tidak
Tidak
Ya
Ya
Tidak
H
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L26
Blok diagram pengoperasian sensor konduktivitas memiliki prosedur sebagai
berikut;
1. Pengoperasian ketiga sensor konduktivitas selalu dimulai dengan mengaktikan
sensor KC = 5cm-1
untuk melakukan pengukuran. Data hasil pengukuran disimpan
pada variabel kon5.
G
KC = 1 cm-1
aktif
Ukur Konduktivitas
Kon1 = Hasil Ukur
Kon1>756
Tampil LCD
nilai kon2
Tampil LCD
nilai kon1
C D E
F
Tampil LCD
nilai kon2
Ya
Tidak
SELESAI
H
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L27
2. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon5 melebihi nilai 5690µS/cm maka data
tersebut tidak valid untuk pengukuran ketiga sensor konduktivitas.
3. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon5 berada diantara nilai 5690µS/cm dan
3750µS/cm maka nilai tersebut masuk dalam jangkauan pengukuran sensor KC =
5cm-1
dan ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.
4. Jika nilai konduktivitas hasil pengukuran sensor KC = 5cm-1
kurang dari
3750µS/cm, maka sistem kemudian mengaktifkan sensor KC = 2cm-1
dan
melakukan pengukuran nilai konduktivitas. Hasil pengukuran disimpan pada
variabel kon2.
5. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 lebih dari 2910µS/cm maka nilai pada
variabel kon2 dan kon5 dirata-ratakan dan disimpan pada variabel kon52 serta
ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.
6. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 berada diantara nilai 1199µS/cm dan
2910µS/cm maka nilai tersebut masuk dalam jangkauan pengukuran sensor KC =
2cm-1
dan ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.
7. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 kurang dari 1199µS/cm, maka sistem
kemudian mengaktifkan sensor KC = 1cm-1
dan melakukan pengukuran nilai
konduktivitas. Hasil pengukuran disimpan pada variabel kon1.
8. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon1 lebih dari 756 µS/cm, maka nilai
konduktivitas pada variabel kon2 ditampilkan pada LCD sebagai data hasil
pengukuran
9. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon1 kurang dari atau sama dengan 756
µS/cm, maka nilai konduktivitas pada variabel kon1 ditampilkan pada LCD sebagai
data hasil pengukuran.
10. Proses ini terus berulang untuk setiap pengukuran konduktivitas air kolam ikan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI