Embed Size (px)
Citation preview
i
RANCANG BANGUN ALAT UKUR KEMURNIAN AIR
BERBASIS ARDUINO NANO
Febrian Vernando
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2016
ii
iii
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Rancang Bangun Alat
Ukur Kemurnian Air Berbasis Arduino Nano adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada
perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya
yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam
teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2016
Febrian Vernando
NIM G74110012
iv
ABSTRAK
FEBRIAN VERNANDO. Rancang Bangun Alat Ukur Kemurnian Air Berbasis
Arduino Nano. Dibimbing oleh MAHFUDDIN ZUHRI dan ERUS RUSTAMI.
Kemurnian air merupakan salah satu indikator mengukur kualitas air
minum. Dalam penelitian ini kami membangun sebuah sistem yang dapat mengukur
kemurnian air. Tingkat kekeruhan air dapat diukur menggunakan sensor TCS3200,
sedangkan sensor konduktivitas untuk memeriksa keberadaan ion dalam air. Sensor
TCS3200 diatur pada rentang 0 – 85 NTU (Nephelometric Turbidity Units),
sedangkan sensor konduktivitas diatur tidak ada ion pada air aquades. Nilai
keluaran dari sensor TCS3200 berupa nilai RGB (Red Green Blue) dan sensor
konduktivitas berupa nilai ADC (Analog to Digital Converter). Hasilnya
menunjukan bahwa sistem yang dibuat dapat menentukan tingkat kekeruhan air dan
dapat menentukan keberadaan ion dalam air. Hasil pengukuran ditampilkan pada
OLED berupa kesimpulan dalam pembacaan.
Kata kunci: aquades, kekeruhan air, sensor konduktivitas, sensor TCS3200.
ABSTRACT
FEBRIAN VERNANDO. Design of Water Purity Measuring Tool Based Arduino
Nano. Supervised by MAHFUDDIN ZUHRI and ERUS RUSTAMI.
The water purity is one important indicator to measure the quality of
drinking water. In this research we build a system that can measure the water purity.
The turbidity level of water can be measured by using TCS3200 sensor, while the
conductivity sensor was used to check the existence of ions in water. The TCS3200
sensor was set in 0 – 85 NTU (Nephelometric Turbidity Units) range, while the
conductivity sensor was set to zero ion in the distilled water. The output of
TCS3200 sensos was RGB (Red Green Blue) value and conductivity sensor was
ADC (Analog to Digital Converter) value. The results showed that our sytem is able
to determine the water quality and discriminate various water conditions a turbidity
level and the ion existence. Measurement results were shown on OLED (Organic
Light-Emitting Diode) form of a conclusion.
Key words: conductivity sensor, distillate water, TCS3200 sensor, water turbidity.
v
RANCANG BANGUN ALAT UKUR KEMURNIAN AIR
BERBASIS ARDUINO NANO
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2016
vi
Judul Skripsi : Rancang Bangun Alat Ukur Kemurnian Air Berbasis Arduino
Nano
Nama
NRP
: Febrian Vernando
: 074110012
Mahfuddin Zuhri, M.Si
Pembimbing I
Disetujui oleh
Diketahui oleh
Tanggal Lulus : 2 6 AUG 2016
Erus Rustami, M.Si
Pembimbing II
viii
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas ilmu yang diberikan
dan shalawat serta salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW
sehingga dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Skripsi yang berjudul “Rancang
Bangun Alat Ukur Kemurnian Air Berbasis Arduino Nano” sebagai salah satu
syarat kelulusan program sarjana di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan
Ilmu Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan berbagai pihak, oleh
karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua penulis yaitu Bapak Jan Farizal dan Ibu Renita yang
selalu memberi dukungan dan mendoakan penulis dalam menyelesaikan
penelitian.
2. Ketiga saudara kandung yaitu Nicky Pratama Jr, Yudhi Permana Jr dan
Billy Yandre yang selalu memberi dukungan dan mendoakan penulis
dalam menyelesaikan penelitian.
3. Bapak Mahfuddin Zuhri, M.Si, Bapak Erus Rustami, M.Si, dan Bapak
Dr. Mamat Rahmat selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis.
4. Bapak Dr. rer. nat. Hendradi Hardhienata selaku dosen penguji yang
selalu memberikan kritik dan saran yang membangun.
5. Kak Khoirul Anam, S.Si dan Kak Rady Purbakawaca yang telah
membantu penulis selama penelitian.
6. Kak M. Dahrul M.Si, Kak Jumardin, M.Si, Kak Sugianto, M.Si. dan
teman-teman Lab. Biofisika Material.
7. Yunus, Arif, Murteza, Endang, Raffy dan teman- teman Lab
Mikrokontroller.
8. Keluarga besar Wisma Ghani, Ahmad Hasan S.Si, Jadid Fitrado S.Si,
Brian Sipahutar S.Tp, Habib MZS S.Si, Ifri Surya Permana S.Si, M.
Kasasi S.S S.Si.
9. Teman-teman kontrakan TDP, Fatwa YHW S.Si, Budi Suryo Jatmiko
S.Si, Sony Ahmad Louis S.Si, Andrian Tri Putra S.Si.
10. Teman-teman Fisika 48 yang selalu memberikan semangat dan
dukungan kepada penulis.
11. Seluruh civitas akademik Departemen Fisika IPB.
Penulis berharap tulisan ini dapat bermanfaat dan menjadi acuan untuk
membuat alat kemurnian air yang lebih baik lagi. Keterbatasan manusia membuat
penulis merasa perlu kritik dan saran yang membangun.
Bogor, 13 Juni 2016
Febrian Vernando
ix
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR x DAFTAR TABEL x DAFTAR LAMPIRAN x PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Rumusan Masalah 1
Tujuan Penelitian 1
Hipotesis 2 Manfaat Penelitian 2
TINJUAN PUSTAKA 2 Air 2 Sensor TCS3200 3
Arduino Nano 4 Turbidimeter Series 2100P 4
METODE PENELITIAN 5 Waktu dan Tempat 5
Alat dan Bahan 5 Prosedur Penelitian 5
Pembuatan Sampel sebagai Kontrol 5 Perancangan Perangkat Keras 5
Perancangan Perangkat Lunak 8 Pembuatan Perangkat Keras 8 Integrasi dan Pengujian Instrumentasi 8
Pengambilan Data 8 Prosedur Analisis Data 8
HASIL DAN PEMBAHASAN 9 Pembuatan Sampel sebagai Kontrol 9 Perancangan Perangkat Keras 10
Desain Alat 10
Modul Tampilan Matriks OLED 10
Modul Sensor TCS3200 10 Modul Sensor Konduktivitas 11
Data Hasil Pengukuran 12 Sensor TCS3200 12 Sensor Konduktivitas 15 Penggunaan Sumber Tegangan 15
Hasil Pengujian Alat 16
SIMPULAN DAN SARAN 17 Simpulan 17 Saran 18
DAFTAR PUSTAKA 18
LAMPIRAN 20 RIWAYAT HIDUP 32
x
DAFTAR GAMBAR
1 Sensor TCS320011 3
2 Blok diagram fungsi TCS3200.9 3 3 Arduino Nano a) Bagian belakang b) Bagian depan13 4 4 Sistem kerja Turbidimeter 2100P15 4 5 Desain alat a) Tempat sampel b) & c) Tempat sensor d) Tempat
komponen e) Tempat tampilan 6
6 Rangkain OLED dengan Arduino 6 7 Modul sensor TCS3200 6 8 Modul sensor konduktivitas 7
9 Tampilan dari OLED. a) Tampilan pertama, b) Tampilan sensor
TCS3200, c) Tampilan sensor konduktivitas 10 10 Rangkain modul TCS3200 dengan Arduino Nano 12 11 Rangkaian modul konduktivitas dengan Arduino Nano 12 12 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna dengan tiga kali
pengulangan dengan sumber tegangan dari laptop. a) Merah, b) Hijau,
c) Biru, sedangkan d) Pola perubahan kekeruhan terhadap RGB 13 13 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna. a) Tanpa
menggunakan kertas saring, b) Menggunkan kertas saring. 13
14 Pembacaan nilai RGB pada aquades dengan volume air yang berbeda. 14 15 Perubahan nilai RGB pada 38 NTU. a) Merah, b) Hijau, c) Biru 14
16 Nilai konduktivitas bergantung waktu 15 17 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna dengan tiga kali
pengulangan dengan sumber tegangan baterai kotak 9 volt. a) Merah,
b) Hijau, c) Biru. 16
DAFTAR TABEL
1 Pengaturan pemilihan skala frekuensi output sensor10 7 2 Konfigurasi pemilihan tipe fotodioda10 7
3 Nilai kekeruhan dari sampel 9 4 Hasil pengujian sensor TCS 11 5 Hasil pengujian alat 17
DAFTAR LAMPIRAN
1 Skematik modul TCS3200 20 2 Skematik Arduino Nano13 21 3 Diagram alir penelitian 22 4 Persyaratan kualitas air 23 5 Desain alat 24
6 Rangkaian alat secara keseluruhan 1 25 7 Rangkaian alat secara keseluruhan 2 26 8 Nilai kekeruhan dari sampel 27 9 Data RGB pada sampel dengan tiga kali pengulangan 28
10 Tampilan OLED dan Alat 31
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan sumber daya alam yang sangat penting untuk makhluk
hidup, khususnya manusia. Rata-rata tubuh manusia 70% berat badannya
mengandung air. Jika kekurangan air, maka akan mengganggu kineja tubuh. Selain
itu, dalam kehidupan sehari-hari air merupakan benda yang sangat penting, karena
air banyak sekali dipergunakan untuk kepentingan industri maupun kepentingan
rumah tangga. Oleh karena itu, sumber daya air harus kita pergunakan secara
bijaksana, agar dapat dimanfaatkan dari generasi ke generasi berikutnya.
Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air adalah kuantitas
air yang tidak dapat memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas air
yang semakin menurun. Penyebab penurunan kuantitas dan kualitas air antara lain
erosi di lahan kritis, limbah domestik, industri dan perdagangan. Penurunan kualitas
dan kuantitas terjadi selain karena peningkatan penduduk dan aktivitas ekonomi,
juga karena rendahnya kesadaran masyarakat serta kurang efektifnya upaya yang
selama ini sudah berjalan.1 Pada tahun 2010 sebanyak 32,5% rumah tangga di
Indonesia memiliki kualitas air minum yang kurang baik.2
Pada tahun 2007 tercatat ada sekitar 13 ribu industri besar dan menengah
yang berpotensi mencemari air permukaan dan air tanah, sedangkan untuk industri
kecil ada sekitar 94 ribu yang berpotensi mencemari air permukaan dan air tanah1.
Berdasarkan latar belakang di atas, perlu dilakukan penelitian mengenai
Rancang Bangun Alat Ukur Kemurnian Air Berbasis Arduino Nano yang
dilengkapi dengan OLED (Organic Light-Emitting Diode) untuk menampilkan
hasil pengukuran. Sensor warna TCS3200 dan rangkaian instrumentasi digunakan
untuk mengukur tingkat kemurnian air, sehingga dapat diketahui kualitas air yang
biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Xiaoyuan et al dalam pengukuran warna secara kuantitatif pada kertas pH
indikor menggunakan Trichomatic LED dan sensor warna TCS320.3 Purwanda et
al menggunakan TCS320 untuk menentukan jumlah bakteri tuberkolosis
berdasarkan warna dahak penderita.4 Sheelye et al menggunakan sensor TCS3200
untuk memonitor pertumbuhan tanaman di laboratorium berdasarkan warna dari
daun tanaman.5 Berdasarkan penelitian-penelitian tersebut peneliti mencoba
menggunakan sensor TCS3200 untuk melihat kekeruhan dari warna air.
Rumusan Masalah
1. Bagaimana cara membuat instrumentasi untuk menentukan kemurnian air
berbasis Arduino Nano?
2. Bagaimana menentukan hubungan kemurnian air dengan tingkat kekeruhan
dan ion terlarut?
Tujuan Penelitian
Membuat suatu instrumen berbasis Arduino Nano yang dapat menentukan
tingkat kemurnian air berdasarkan parameter kekeruhan dan ion terlarut.
2
Hipotesis
Alat ukur tingkat kemurnian air berbasis Arduino Nano dengan sensor
warna (TCS 3200) berbasis fotodioda yang peka terhadap cahaya yang dilengkapi
dengan filter warna merah, hijau dan biru dapat menentukan kekeruhan air beserta
rangkaian instrumentasi dapat mengukur tingkat ion terlarut.
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat menentukan tingkat kemurnian air di
lingkungan sekitar kita dengan keluaran berupa tampilan di layar OLED dan dapat
dijadikan alat pendeteksi dini.
TINJUAN PUSTAKA
Air
Air merupakan senyawa H2O yang sering kita jumpai dan merupakan
senyawa yang terbanyak yang ada dunia ini. Hampir 70% permukaan bumi ditutupi
oleh air. Air memiliki karakteristik yang khas yan tidak dimiliki oleh senyawa kimia
yang lain, diantaranya adalah air merupakan pelarut yang baik. Air mampu
melarutkan berbagai jenis senyawa kimia. Sifat ini memungkinkan unsur hara
(nutrien) terlarut diangkut ke seluruh jaringan tubuh makhluk hidup dan
memungkinkan bahan-bahan toksik masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup
dilarutkan dan di keluarkan kembali. Sifat ini juga memungkinan air digunakan
sebagai pengencer bahan pencemar (polutan) yang masuk ke badan air.6
Parameter-parameter fisika yang bisa digunakan dalam penentuan kualitas
air meliputi cahaya, suhu, kecerahan dan kekeruhan, warna, konduktivitas, padatan
terlarut, padatan tersuspensi, dan salinitas. Sedangkan parameter-parameter kimia
yang bisa digunakan untuk menentukan kualitas air meliputi pH dan asiditas,
potensi redoks, kandungan karbondioksida (CO2), alkalinitas, kasadahan dan bahan
organik.6 Dalam penelitian ini yang digunakan adalah konduktivitas dan kekeruhan.
a. Daya Hantar Listrik
Daya Hantar Listrik (DHL) adalah gambaran numerik dari kemampuan air
untuk meneruskan aliran listrik. Oleh karena itu semakin banyak garam-garam
terlarut yang dapat terionisasi, samakin tinggi pula nilai DHL. Reaktivitas, bilangan
valensi, dan konsentrasi ion-ion terlarut sangat berpengaruh terhadap nilai DHL.
Asam, basa, dan garam merupakan penghantar listrik yang baik, sedangkan bahan
organic, misalnya sukrosa dan benzene yang tidak mengalami disosiasi, merupakan
penghantar listrik yang jelek.6
b. Kekeruhan dan kecerahan Kecerahan air bergantung pada warna dan kekeruhan. Kekeruhan
menggambarkan sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya
yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat di dalam air.
Kekeruhan disebabkan oleh adanya bahan organik dan anorganik yang tersuspensi
3
dan terlarut (misalnya lumpur dan pasir halus), maupun bahan anorganik dan
organik yang berupa plankton dan mikroorganisme lain.6
Sensor TCS3200
Sensor adalah jenis tranduser yang digunakan untuk mengubah masukan
menjadi tegangan dan arus listrik.7 Secara umum nilai masukan pada sensor
(stimulus) hampir semua yang mungkin adalah sifat fisika dan kimia (Misalnya:
cahaya, tekanan, suhu, getaran, perpindahan, posisi, kecepatan, konsentrasi ion).
Selain itu pembuatan packaging dan housing khusus sensor harus menjadi tujuan,
agar sensor dapat beradaptasi dengan aplikasi tertentu.8
Sensor warna TCS3200 yang diluncurkan oleh TAOS adalah suatu sensor
diprogram untuk mengkonversi cahaya ke frekuensi. Dioda silikon dan konverter
frekuensi terintegrasi dalam IC CMOS tunggal dengan filter merah, hijau, biru.9
Dalam mengkonversi cahaya ke frekuensi, sensor TCS3200 membaca nilai
array fotodioda berukuran 8x8. Enam belas fotodioda memiliki filter warna biru,
enam belas fotodioda memiliki filter warna hijau, enam belas fotodioda memiliki
filter warna merah dan enam belas sisanya tanpa filter (clear). Filter setiap warna
merata di seluruh bagian array untuk menghilangkan bias lokasi antar warna.10
Nilai intensitas cahaya yang terbaca oleh array fotodioda akan mengakibatkan
perubahan arus. Selanjutnya perubahan arus tersebut dikonversi menjadi frekuensi
oleh IC CMOS. Output frekuensi berupa square wave (gelombang kotak) dengan
duty cycle 50%.11 Frekuensi keluaran dari TCS3200 sekitar 2 Hz ~ 500 kHz.9 Pada aplikasi, sensor ini dapat dikontrol menggunakan pin digital
(HIGH/LOW). Pengontrolan itu meliputi pemilihan filter fotodiode yang aktif
maupun membuat skala pada frekuensi output.11
Gambar 1 Sensor TCS320011
Gambar 2 Blok diagram fungsi TCS32009
4
Arduino Nano
Arduino merupakan single-board mikrokontroler yang dirancang untuk
memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardware Arduino
dikembangkan secara opensource. Mikrokontroler ini mengunakan bahasa Java, C,
dan C++ dengan bantuan Arduino software IDE sebagai aplikasi pembantu untuk
menulis program dan mengunggah program ke dalam mikrokontroler. Salah satu
kelebihan Arduino adalah banyaknya developer yang mengembangkan aplikasi
Arduino. Hal ini dikarenakan Arduino dikembangkan secara opensource, sehingga
semua orang dapat dengan mudah mengaplikasikan dan memperoleh perlengkapan
pendukung sesuai dengan kebutuhannya.12
Arduino Nano memiliki ukuran lebar 18 mm dan panjang 45 mm dengan
keluaran arus 40 mA dan keluaran tegangan 5 volt. Tegangan masukan yang
diperbolehkan masuk ke dalam Arduino sebesar 7 – 12 Volt. Mikrokontroler yang
digunakan adalah Atmel ATmega168 atau Atmel ATmega328.13
Turbidimeter Series 2100P
Turbidimeter adalah sebuah alat untuk mengukur kekeruhan air. Turbidimeter
beroperasi berdasarkan fenomena optik yang terjadi ketika cahaya melalui badan
air dan cahaya tersebut tersebar karena adanya partikel yang tersuspensi. Secara
umum ada dua teknik utama dari turbidimeter yaitu Absorptiometer dan
Nephelometer. Absorptiometer adalah pengukuran penyerapan dari intensitas
cahaya dari sampel. Nephelometer adalah pengukuran intensitas cahaya yang
tersebar di sudut 90o dari sampel.14
Gambar 3 Arduino Nano a) Bagian belakang b) Bagian depan13
Gambar 4 Sistem kerja Turbidimeter 2100P15
5
Sistem optik (Gambar 4) meliputi lampu tungsten-filamen, detektor 90° untuk
memantau cahaya tersebar dan detektor cahaya yang ditransmisikan. Mikroprosesor
instrumen menghitung rasio sinyal-sinyal dari 90° dan detektor cahaya yang
ditransmisikan. Teknik rasio ini mengoreksi gangguan dari warna dan bahan
menyerap cahaya (seperti karbon aktif) dan mengkompensasi fluktuasi intensitas
lampu, memberikan stabilitas kalibrasi jangka panjang. Desain optik juga
meminimalkan cahaya yang menyebar, meningkatkan akurasi dalam pengukuran.15
METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April 2015 sampai dengan bulan Mei
2016 di Laboratorium Mikrokontroller dan Laboratorium Biomaterial Departemen
Fisika, FABLAB Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, serta
Laboratorium Kimia Analitik Departemen Kimia FMIPA IPB.
Alat dan Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah modul sensor TCS3200,
modul sensor konduktifitas, Arduino Nano 1 buah, baterai 9 volt 1 buah, PCB polos
1 papan, timah Asahi 1 gulung, saklar/switch 1 buah, push button 1 buah, kabel
power 2 wire, kabel pelangi, akrilik OLED satu buah, aquabides, aquades, air
mineral, lumpur sawah.
Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah laptop Lenovo G405s,
software IDE Arduino 1.0.6, software Google Sketchup, software Eagle, kabel
USB downloader, multimeter, 3D printer, solder, pembersih timah solder, cutter,
obeng dan tang jepit, magnetic stirer, stirer, gelas piala, pipet morr, dan labu takar
100 mL.
Prosedur Penelitian
Pembuatan Sampel sebagai Kontrol
Sampel yang digunakan sebagai kontrol berbahan dasar lumpur sawah.
Lumpur sawah tersebut dicampurkan dengan aquades. Campuran tersebut diukur
kekeruhannya menggunakan turbidimeter dengan tingkat kekeruhan yang berbeda
yang mencakupi kurang dari 5 NTU, dapat digunakan untuk kebutuhan sehari-hari
kurang dari 25 NTU dan tidak dapat digunakan lebih besar dari 25 NTU.
Perancangan Perangkat Keras
a. Desain Alat
Pembuatan desain menggunakan bantuan aplikasi Google Sketchup 2015 dan
pencetakan menggunakan printer 3D. Bentuk akhir dari alat ini berbentuk silender
yang terdiri dari tempat tampilan, sensor, komponen dan air. Tempat air dirancang
terisolasi dari cahaya lingkungan agar menghindari kesalahan sensor dalam
membaca nilai.
6
Gambar 5 Desain alat a) Tempat sampel b) & c) Tempat sensor d) Tempat
komponen e) Tempat tampilan
Gambar 6 Rangkain OLED dengan Arduino
Gambar 7 Modul sensor TCS3200
b. Modul Tampilan Matriks OLED
Modul tampilan matrik merupakan perangkat keras yang digunakan untuk
menampilkan hasil pengukuran. OLED yang merupakan tampilan grafik dengan
ukuran 128x64 piksel yang terbuat dari bahan alam. OLED ini mempunyai 4 buah
kaki yang akan dihubungkan ke Arduino Nano. Kaki GND dan VCC pada LCD
dihubungkan pada kaki GND dan VCC pada Arduino. Sedangkan kaki SCL dan
SDA pada LCD dihubungkan pada kaki A5 dan A4 pada Arduino (Gambar 6).
a b c d e
7
Tabel 1 Pengaturan pemilihan skala frekuensi output sensor10
S0 S1 Skala frekuensi output (%)
LOW LOW Mati
LOW HIGH 2
HIGH LOW 20
HIGH HIGH 100
Tabel 2 Konfigurasi pemilihan tipe fotodioda10
S2 S3 Tipe fotodiode aktif
LOW LOW Merah
LOW HIGH Biru
HIGH LOW Tanpa Filter (Clear)
HIGH HIGH Hijau
c. Modul Sensor TCS3200
Modul sensor TCS3200 adalah sebuah perangkat keras yang terdiri dari
beberapa komponen elektronik dan sensor TCS3200 agar sensor tersebut dapat
langsung digunakan. Sensor ini mempunyai 8 kaki (pin out) yang memiliki fungsi
tersendiri (Gambar 2). Kaki S0 dan S1 berfungsi untuk mengontrol skala frekuensi
yang keluar dari sensor. Kaki S2 dan S3 berfungsi untuk mengontrol dalam
pemilihan fotodioda yang akan diaktifkan. Kondisi kaki dalam pemilihan skala
frekuensi dapat dilihat pada Tabel 1, sedangkan pemilihan fotodioda dapat dilihat
pada Tabel 2 Kaki OUT berfungsi sebagai frekuensi keluaran dari sensor. Kaki OE
berfungsi sebagai saklar untuk frekuensi keluaran dengan sistem aktif LOW.
Sumber tegangan yang dibutuhkan untuk mengaktifkan sensor yaitu 5 volt.
Modul sensor dirancang dengan sumber cahaya adalah led sebanyak 4 buah.
Setiap led dihubungkan dengan resistor 330 Ω untuk menghindari led mendapatkan
tegangan berlebih. Modul sensor TCS3200 dapat dilihat pada Gambar 7.
.
d. Modul Sensor Konduktivitas
Modul Sensor konduktifitas (Gambar 8) terdiri dari dua plat bersifat
konduktif yang dilapisi oleh bahan tertentu, agar plat tersebut tidak berkarat ketika
dimasukan ke dalam air. Modul sensor konduktivitas mempunyai dua kaki. Salah
satu kakinya dimasukan ke GROUND dan satu lagi dimasukan ke dalam A0 pada
kaki Arduino. Sensor ini nantinya akan dihubungkan dengan Arduino Nano.
Gambar 8 Modul sensor konduktivitas
8
Perancangan Perangkat Lunak
Perancangan perangkat lunak mencakup pembuatan algoritma untuk
mikrokontroler Arduino Nano menggunakan software IDE Arduino 1.0.6.
Pemprograman Arduino Nano meliputi pembaca dan pengolahan nilai sensor, serta
output dalam bentuk tampilan pada OLED.
Pembuatan Perangkat Keras
Pembuatan perangkat keras terdiri dari membuatan tempat OLED, sensor,
komponen dan air, menggunakan 3D printer. Pembuatan rangkaian agar saling
terintegrasi antar komponen, sensor dan mikrokontroler menggunakan larutan
FeCl3.
Integrasi dan Pengujian Instrumentasi
Tahapan sebelum integrasi sistem adalah pengujian pada subsistem
instrumentasi berupa sensor warna, rangkaian pendeteksi ion terlarut, dan tampilan
pada OLED. Setelah semua subsistem dapat berfungsi dengan baik kemudian
dilakukan intergrasi sistem. Tahap selanjutnya adalah pengujian menyeluruh baik
software ataupun hardwere. Tahap terakhir adalah pengujian sampel menggunakan
alat yang telah dibuat.
Pengambilan Data
Pengambilan data dari modul sensor TCS3200 adalah metode reflektansi.
Cahaya yang bersumber dari modul TCS3200 dipancarkan ke sampel dan
dipantulkan kembali oleh permukaan benda agar diteruskan kembali pada sensor.
Sedangkan untuk sensor konduktivitas, memasukan sensor ke dalam air dengan
posisi tegak lurus dengan permukaan air dan ketinggian air dijaga konstan, agar
mengurangi kesalahan dalam mengambil data.
Prosedur Analisis Data
Prosedur analisis data yang dilakukan yaitu mengukur nilai frekuensi output
dari sensor. Frekuensi yang diukur terbagi dalam 3 jenis, yaitu frekuensi untuk nilai
Red, Green, dan Blue. Nilai frekuensi tersebut kemudian diolah menjadi nilai RGB
menggunakan interpolasi linear dengan persamaan
𝑥 = (𝑓𝑜 − 𝑓𝑑)
(𝑓𝑤 − 𝑓𝑑) . 255 (1)
Dengan x adalah nilai R, G atau B dengan rentang nilai 0 – 255, fo adalah
frekuensi output sensor, fw adalah frekuensi white (putih) atau kondisi terang dan
fd adalah frekuensi dark (hitam) atau konsisi gelap. Nilai frekuensi white dan
frekuensi dark ditentukan pada saat kalibrasi. Nilai frekuensi white didapat dari
frekuensi tertinggi sedangkan nilai frekuensi dark didapat dari nilai frekuensi
terendah dari seluruh frekuensi sampel. Sehingga frekuensi output sensor pada
pembacaan sampel berada di rentang frekuensi white dan frekuensi dark.
9
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembuatan Sampel sebagai Kontrol
Pembuatan sampel sebagai kontrol dengan berbagai tingkat kekeruhan yang
berbeda menggunakan turbidimeter yang sudah dilakukan pembulatan dapat dilihat
pada Tabel 3. Selain lumpur yang dicampuri dengan aquades sebagai kontrol.
Aquades dan beberapa air mineral juga dijadikan kontrol. Pembuatan sampel
kontrol tersebut bertujuan untuk mempermudah mencocokan alat turbidimeter
dengan alat yang peneliti buat.
Nilai dari kekeruhan bergantung pada zat yang tersuspensi, sehingga nilai
yang dikeluarkan oleh turbidimeter beragam. Setiap sampel sebelum dimasukan ke
dalam turbidimeter dikocok terlebih dahulu agar zat yang tersuspensi tersebar
merata dengan 4 kali pengulangan tiap sampel.
Pembuatan sampel menggunakan lumpur dilakukan dengan dua cara, yaitu:
Pertama, menggunakan kertas saring. Kedua, tanpa menggunakan kertas saring.
Nama sampel yang menggunakan kertas saring, yaitu: 1, 2, 3, 5, 7, 9. Sedangkan,
tanpa menggunakan penyaringan, yaitu: 4, 6, 8, 10-17. Sampel air tanpa
menggunakan kertas saring, warna airnya cenderung berwarna coklat daripada
sampel yang menggunakan kertas saring.
Tabel 3 Nilai kekeruhan dari sampel
Sampel Nilai kekeruhan (NTU)
Sampel Nilai kekeruhan
(NTU)
Nestle 1 0 Aquades 0
Nestle 2 0 1 4
Nestle 3 0 2 5
Aqua 1 0 3 6
Aqua 2 0 4 7
Aqua 3 0 5 9
Ades 1 0 6 12
Ades 2 0 7 15
Ades 3 0 8 19
Le Minerale 1 0 9 20
Le Minerale 2 0 10 26
Le Minerale 3 0 11 34
Vit 1 0 12 38
Vit 2 0 13 49
Vit 3 0 14 50
Prim-a 1 0 15 65
Prim-a 2 0 16 82
Prim-a 3 0 17 85
10
Perancangan Perangkat Keras
Desain Alat
Desain alat secara lengkap berbentuk tabung, dengan tinggi 210 mm,
berdiameter 46 mm dan tebal bahan 3 mm berwarna putih terbuat dari plastik abs.
Pada tempat komponen terdapat 4 lubang. Pertama, lubang berbentuk bulat,
berfungsi untuk meletakkan pushbutton. Pushbutton ini berfungsi untuk memilih
sensor yang akan digunakan. Kedua, lubang yang berbentuk persegi, berfungsi
untuk meletakan saklar. Saklar ini berfungsi untuk menghubungkan antara sumber
tegangan atau baterai dengan Arduino nano. Ketiga, lubang persegi yang cukup
besar, berfungsi untuk mempermudah pemasangan baterai kedalam alat. Keempat,
lubang berbentuk oval, berfungsi untuk memasukan kaki sensor konduktivitas ke
dalam alat.
Pada tempat sensor warna, di bagian bawahnya terdapat tempat sampel air
yang jarak antara sampel dan sensor adalah 15 mm. Pada tempat sampel dapat
menampung air sebanyak 45 mL.
Modul Tampilan Matriks OLED
Tampilan pada modul matriks ini berisi hasil pengukuran dari sensor
TCS3200 dan sensor konduktivitas. Nilai keluaran dari sensor TCS3200 berupa
nilai dari merah, hijau dan biru. Nilai keluaran dari konduktivitas berupa nilai
analog dari sensor. Pengujian OLED dengan cara memasukan program ke dalam
Arduino.
Modul Sensor TCS3200
Modul sensor TCS3200 bertujuan untuk mengambil data dari sampel dengan
nilai keluaran dari 0 sampai 255 dari masing-masing warna merah, hijau dan biru.
Pengujian sensor ini dapat dilakukan dengan cara menghubungkan kaki sensor pada
kaki Arduino yang telah ditentukan (Gambar 9 ). Setelah terhubung dan
memasukan program pada Arduino, peneliti mencoba mengambil data dari kertas
warna dengan tiga kali pengulangan dengan cara mengambil data dari seluruh
warna baru, kemudian dilakukan pengulangan. Hasil pengujian dapat dilihat pada
Tabel 5.
Gambar 9 Tampilan dari OLED. a) Tampilan pertama, b) Tampilan sensor
TCS3200, c) Tampilan sensor konduktivitas
11
Tabel 4 Hasil pengujian sensor TCS
No. Warna Data
No. Warna Data
R G B R G B
1
26 19 30
9
255 255 255
26 19 30 255 255 255
26 19 30 255 255 255
2
31 23 30
10
255 255 230
31 23 30 255 255 230
31 23 30 255 255 230
3
45 33 48
11
255 255 198
45 33 48 255 255 198
45 33 48 255 255 198
4
66 50 69
12
255 255 173
66 50 69 255 255 173
66 50 69 255 255 173
5
112 82 106
13
255 255 133
112 82 106 255 255 133
112 82 106 255 255 133
6
183 136 172
14
255 255 117
183 136 172 255 255 117
183 136 172 255 255 117
7
255 225 255
15
198 107 78
255 225 255 198 107 78
255 225 255 198 107 78
8
255 255 255
16
128 77 63
255 255 255 128 77 63
255 255 255 128 77 63
Hasil pengambilan data dengan tiga kali pengulangan, data yang didapat
menunjukan nilai yang sama atau sensor memiliki presisi yang baik dan sensor
dapat membedakan degradasi warna atau sensor dengan program yang digunakan
mempunyai resolusi yang baik. Namun pada warna 8 dan 9 memiliki nilai yang
sama. Hal ini dikarenakan frekuensi keluaran sensor TCS3200 melebihi frekuensi
white atau frekuensi tertinggi yang diatur dalam program yang ada dalam Arduino.
Modul Sensor Konduktivitas
Sensor konduktivitas mempunyai dua kaki yang dihubungkan dengan kaki
Arduino yang telah ditentukan (gambar 11). Modul sensor konduktivitas hanya
mempresentasikan nilai DHL air dengan rentang keluaran 0 – 1023 yang berupakan
nilai keluaran dari pin analog pada Arduino yang besarnya 10 bit. Modul sensor
konduktivitas dan resistor 10k ohm dibuat rangkaian pembagi tegangan untuk
mengukur tegangan jatuh pada air dalam bentuk nilai ADC. Pengujian
konduktivitas dilakukan selama tiga menit setiap samplenya.
12
Gambar 10 Rangkain modul TCS3200 dengan Arduino Nano
Gambar 11 Rangkaian modul konduktivitas dengan Arduino Nano
Data Hasil Pengukuran
Sensor TCS3200
Pengambilan data dilakukan dengan mengukur nilai frekuensi keluaran dari
sensor pada sempel air yang telah dibuat. Dalam pengambilan data skala frekuensi
diatur pada skala 100% atau mengatur sensor pada kerja maksimal dalam merubah
arus ke frekuensi. Hal ini bertujuan memperbesar rentang frekuensi yang diterima
agar dapat membedakan warna air yang cukup berbeda tipis setiap sampelnya. Nilai
frekuensi yang diterima oleh Arduino akan dikonversi menjadi nilai RGB
menggunakan persamaan 1. Hal ini bertujuan untuk memfilter noise yang
dihasilkan sensor akibat arus yang diubah menjadi frekuensi yang tidak
menunjukan nilai yang sama.
Sebelum melakukan konversi, sensor dikalibrasi dengan air aquades untuk
frekuensi batas atas dan air dengan kekeruhan 85 NTU sebagai frekuensi batas
bawah. Namun nilai yang dimasukan dalam program, nilai frekuensi batas atas
harus lebih tinggi dari aquades dan frekuensi batas bawah harus lebih rendah dari
85 NTU, agar pembacaan nilai tidak mengalami kesalahan. Nilai keluaran RGB
pada mikrokontroller dari 0 – 255 agar menghemat memori yang digunakan dan
menyesuaikan nilai RGB pada umumnya. Pada penelitian ini, nilai RGB yang
dihasilkan tidak mempresentasikan nilai RGB pada umumya, namun hanya melihat
perubahan nilai dari sampel-sampel yang mempresentasikan kekeruhan.
13
Gambar 12 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna dengan tiga kali
pengulangan dengan sumber tegangan dari laptop. a) Merah, b)
Hijau, c) Biru, sdangkan d) Pola perubahan kekeruhan terhadap
RGB
Gambar 13 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna. a) Tanpa
menggunakan kertas saring, b) Menggunkan kertas saring.
Hasil pengujian sensor RGB pada sampel dapat dilihat pada Lampiran 9. Pola
perubahan nilai kekeruhan terhadap nilai RGB dapat dilihat pada Gambar 12. Nilai
yang dihasilkan oleh sensor membentuk pola yang sama pada setiap warna, yaitu
dengan meningkatnya nilai kekeruhan pada sampel mengakibatkan nilai ADC yang
hasilkan menurun. Penyebab hal ini terjadi karena semakin tinggi nilai kekeruhan,
semakin banyak zat tersuspensi yang mengakibatkan cahaya yang diteruskan dan
dipantulkan dari permukaan terserap oleh zat yang tersuspensi.
Jika kita pisahkan antara sampel yang menggunakan kertas saring dengan
yang tidak menggunakan kertas saring, hasilnya dapat dilihat pada Gambar 13.
Nilai Koefisien determinasi pada regresi linier (r2) lebih besar dari pada Gambar
130
140
150
160
170
180
190
200
210
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Re
d (
0-2
55
)
Kekeruhan (NTU)
Red 1
Red 2
Red 3
90
110
130
150
170
190
210
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Gre
en
(0
-25
5)
Kekeruhan (NTU)
Green 1Green 2Green 3
80
100
120
140
160
180
200
220
240
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Blu
e (
0-2
55
)
Kekeruhan (NTU)
Blue 1Blue 2Blue 3
R² = 0,9823R² = 0,9739
R² = 0,9605
80
100
120
140
160
180
200
220
240
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i RG
B(0
-25
5)
Kekeruhan (NTU)
Merah
Hijau
Biru
R² = 0,9874R² = 0,9747
R² = 0,96190
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i RG
B (
0-2
55
)
Kekeruhan (NTU)
Red
Green
Blue
R² = 0,9899
R² = 0,9897
R² = 0,9921150
160
170
180
190
200
210
220
230
3 8 13 18
Nila
i RG
B (
0-2
55
)
Kekeruhan (NTU)
Red
Green
Blue
a) b)
c) d)
a)
d)
b)
d)
14
12d. Hal ini menunjukan nilai perubahan RGB terhadap kekeruhan berhubungan
linier, meskipun faktor warna air masih mempengaruhi nilai keluaran RGB. Jadi
penggunaan alat ini akan dibatasi pada air yang menyerupai sampel yang diuji
seperti air sungai, air sumur.
Pembacaan sensor dalam tiga kali pengulangan menghasilkan data yang
kurang presisi. Hal ini dapat diakibatkan oleh dua faktor. Pertama, volume air tidak
tepat 46 mL. Kedua, zat yang tersuspensi dapat mengendap. Pada Gambar 14
menjelaskan perbedaan 1 mL air dapat mempengaruhi nilai RGB, karena dengan
bertambahnya 1 mL air dapat meningkatkan tinggi badan air dan bertambahnya
nilai absorbansi pada air.
Gambar 14 Pembacaan nilai RGB pada aquades dengan volume air yang berbeda.
Gambar 15 Perubahan nilai RGB pada 38 NTU. a) Merah, b) Hijau, c) Biru
170
180
190
200
210
220
230
240
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Nila
i RG
B (
0-2
55
)
Volume Air (mL)
Merah
Hijau
Biru
168
169
170
171
172
0 100 200 300 400 500 600 700
Nila
i Re
d (
0-2
55
)
Waktu (500 ms)
145
146
147
148
149
150
0 100 200 300 400 500 600 700
Nila
i Gre
en
(0
-25
5)
Waktu (500 ms)
146
147
148
149
150
151
152
153
0 100 200 300 400 500 600 700
Nila
i Blu
e (
0-2
55
)
Waktu (500 ms)
a) b)
c)
15
Gambar 16 Nilai konduktivitas bergantung waktu
Pada Gambar 15 menggambarkan peningkatan nilai RGB dengan
bertambahnya waktu akibat zat yang tersuspensi mengendap di dasar. Pembacaan
data agar presisi dapat dilakukan dengan cara memprogram mikrokontroller untuk
mengambil data sebanyak 10 kali selama 10 detik dan mengambil nilai tengahnya.
Hal ini bertujuan untuk menghindari perubahan RGB akibat pengendapan dan
pemberian garis batas air untuk mengurangi kesalahan dalam memasukan air
sebanyak 46 mL kedalam wadah sampel.
Sensor Konduktivitas
Karakteristik sensor konduktivitas yang digunakan menunjukan hasil
perubahan yang tidak sama, namun sensor ini dapat menentukan ada atau tidaknya
ion dalam air dengan aquades sebagai standarnya. Pada gambar 16 menunjukan
bahwa kurva air aquades tidak saling memotong dengan kurva yang lainnya.
Penentuan ada atau tidaknya ion yang terlarut dalam air, sensor konduktivitas
membaca nilai ADC pada detik ke-10 agar tidak membutuhkan waktu lama untuk
menunggu pembacaan sensor stabil.
Penggunaan Sumber Tegangan
Sumber tegangan yang digunakan oleh alat dapat dilakukan dengan dua cara,
yaitu: Menggunakan baterai dan Menggunakan sumber tegangan dari laptop
melalui port USB. Data yang dihasilkan selama tiga kali pengulangan menggunakan
baterai kotak 9 volt tidak stabil (Gambar 17), karena penggunaan baterai terlalu
lama mengakibatkan hambatan dalam baterai akan semakin besar dan
mengakibatkan sumber tegangan yang dihasilkan berkurang, sehingga untuk
mengahasilkan data yang stabil perlu dilakukan kalibrasi setiap menggunakannya.
Menggunakan sumber dari laptop menghasilkan data yang stabil, karena pada port
USB laptop menghasilkan arus yang stabil (Gambar 18), sehingga tidak perlu
dilakukan kalibrasi. Pada penelitian ini hanya menggunkan sumber tegangan pada
laptop saja.
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Nila
i AD
C
Waktu (detik)
aquades 1
aquades 2
Nestle
air keran
Air PDAM
Air Garam 0,01 M
16
Gambar 17 Pola perubahan nilai kekeruhan terhadap warna dengan tiga kali
pengulangan dengan sumber tegangan baterai kotak 9 volt. a) Merah,
b) Hijau, c) Biru.
Hasil Pengujian Alat
Pada nilai kekeruhan akan dibuat tiga rentang, yaitu: Memenuhi kualitas air
minum (< 5 NTU), Memenuhi kualitas air bersih (<25 NTU), dan Air tidak bersih
(>25 NTU). Data tersebut berdasarkan peraturan menteri kesehatan (lampiran 4).
Pada nilai konduktivitas digunakan untuk menentukan ada atau tidaknya ion dalam
air. Aquades sebagai standar dalam menentukan kemurnian air, karena memeliki
kekurahan 0 NTU dan konduktivitas 0 µS/cm. Hasil pengujian alat dapat dilihat
pada Tabel 5.
Hasil pengujian alat menunjukan bahwa alat dapat menentukan kualitas air
berdasarkan kekeruhan dan dapat menentukan ada atau tidaknya ion berdasarkan
nilai konduktivitas. Pada nilai 6 NTU alat membaca bahwa sampel tersebut
memenuhi kualitas air layak minum. Hal ini dikarenakan resolusi sensor untuk
mengukur kekeruhan tidak dapat membedakan 0 – 6 NTU.
140
160
180
200
220
240
260
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Re
d (
0-2
55
)
Kekeruhan (NTU)
Merah 1
Merah 2
Merah 3
100
120
140
160
180
200
220
240
260
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Gre
en
(0
-25
5)
Kekeruhan (NTU)
Hijau 1
Hijau 2
Hijau 3
80
130
180
230
280
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
Nila
i Blu
e (
0 -
25
5)
Kekeruhan (NTU)
Biru 1
Biru 2
Biru 3
a) b)
c)
17
Tabel 5 Hasil pengujian alat
No Sampel Kekeruhan
(NTU)
Konduktivitas
(µS/cm)
Tampilan OLED
Kekeruhan Konduktivitas
1 Aquades 0 0 MKAM Tidak Ada Ion
2 Nestle 0 123 MKAM Ada Ion
3 Aqua 0 151 MKAM Ada Ion
4 Ades 0 81 MKAM Ada Ion
5 Le Minerale 0 264 MKAM Ada Ion
6 Vit 0 171 MKAM Ada Ion
7 Prim-a 0 129 MKAM Ada Ion
8 1 4 11 MKAM Ada Ion
9 2 5 9 MKAM Ada Ion
10 3 6 11 MKAM Ada Ion
11 4 7 21 MKAB Ada Ion
12 5 9 10 MKAB Ada Ion
13 6 12 16 MKAB Ada Ion
14 7 15 14 MKAB Ada Ion
15 8 19 12 MKAB Ada Ion
16 9 20 19 MKAB Ada Ion
17 12 26 11 ATB Ada Ion
18 13 34 12 ATB Ada Ion
19 14 38 7 ATB Ada Ion
20 15 49 12 ATB Ada Ion
21 16 50 9 ATB Ada Ion
22 17 65 6 ATB Ada Ion
23 18 82 7 ATB Ada Ion
24 19 85 9 ATB Ada Ion
MKAM: Memenuhi Kualitas Air Minum, MKAB: Memenuhi Kualitas Air
Bersih, ATB: Air Tidak Bersih.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Pembutan alat ukur kemurnian air dengan menggunakan sensor TCS3200
untuk menentukan tingkat kekeruhan air dan sensor konduktivitas untuk
menentukan ada atau tidaknya ion dalam air telah direalisasikan. Namun masih
terdapat kekurangan dalam pembacaan tingkat kekeruhan, karena sensor tidak bisa
membedakan kekeruhan 0 – 6 NTU dan penggunaan baterai kotak 9 volt yang
terlalu lama mengakibatkan pembacaan menjadi tidak akurat.
18
Saran
Pembuatan program kalibrasi alat sangat dianjurkan agar alat dapat
menggunakan baterai kotak 9 volt sebagai sumber terganganya. Selain itu perlu
diperhatikan design alat atau metode dalam pengambilan kekeruhan air agar jumlah
volume air yang akan diuji tidak mempengaruhi pembacaan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Fausi A, Asdak C, Driejana, Hudyantuti S, Kusumo JP, Riqqi A, Bastiawan
B, Sitepu AA. Status Lingkungan Hidup Indonesia 2010. Jakarta (ID):
Kementrian Lingkungan Hidup Republik Indonesia. 2010. ISBN 978-
602-8358-39-2.
2. Santoso BI, Hardiansyah, Siregar P, Pardede SO. Air Bagi Kesehatan. Ed-2.
[Tempat tidak diketahui]: Cetra Communication. 2012. ISBN 978-979-
15573-7-5.
3. Xiaoyuan H, Huimin X, Yilan K. Quantitative Color Measurement of pH
Indicator Paper Using Trichromatic LEDs and TCS320 Color Sensor.
International Conference on Experimental Mechanics. Proc. Of SPIE Vol
7375 73754L. 2009.
4. Purwanto Fendy, Fibriawan Yufan, Sasmito Dyar, Fatkhunisa R, Widiyanti
Prihartini. Tuberculosis Counter (TC) as The Equipment to Measure The
Level of TB in Sputum. Indonesian Journal of tropical and Infectious
Disease. 2012.3.(2): 83-85.
5. Seelye Mark, Gupta GS, Bailey Donald, John Seelye. Low Cost Colour
Sensor for Monitoring Plant Growth in a Laboratory. IEEE. 2011.
6. Effendi Hefni. Telaah Kualitas Air.Yogyakarta (ID): PT Kanius. 2003.
7. Alasiry AH, Suryawati E, Satriyanto E, Ridla RA. Desain dan Implementasi
Jejaring Sensor Nirkabel Inframerah untuk Sistem Informasi Parkir
Gedung Bertingkat. Jurnal EEPIS. 2010.ISSN: 2088-0596.
8. Freden Jacob. Handbook Of Modern Sensor, Physics, Designs, and
Applications. Ed-3. San Diego (US): AIP Press. 2003. ISBN 0-387-
00750-4.
9. Li Q, Xiong Y, Yang W, Han J dan Liang H. Study on Color Analyzer based
on the Multiplexing od TCS3200 Color Sensor and Microcontroller.
International Journal of Hybrid Information technology. 2014.7(5):167-
174.doi:10.14257/ijhit.2014.7.5.15.
10. [TAOS] Texas Advanced Optoelectronic Solution. 2009. Datasheet for
TCS3200 and TCS3210 programmable color light to frequency
converter. Plano (US): TAOS.
11. Anam M. Khoirul. Pembuatan Alat Penentu Warna Tanah Berdasarkan
Munsell Soil Color Charts [Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
2014.
12. Fatikhunnada A, Solahudin M, Supriyanto, Seminar KB, Afnan R. Sistem
Monitoring Online Kandang Ayam Tipe Tertutup Bebasis Mikrokontoler
Arduino. Di dalam: Liyantono, Supriyanto, editor. Peran Teknologi
19
Informasi dalam Menghadapi Pasar Global China-ASEAN 2015. 2013
Oktober 09-10; Bogor, Indonesia. Bogor (ID): HIPI. hlm 158-164.
13. Arduino. c2016. Arduino Nano. [Internet]. [diunduh 2016 Maret 31].
Tersedia pada: http://www.arduino.cc/en/Main/arduinoBoardNano.
14. Omar AF, Matjafri MZ. Turbidimeter Design and Analysis: A Review on
Optical Fiber Sensors for the Measurement of Water Turbidity. Journal
Sensors. 2009; 9:8311-8335.doi:10.3390/s91008311.
15. Hach. Portable Turbidimeter Model 2100P Instrument and Procedure
Manual. USA: Hach Company. 2003.
20
LAMPIRAN
Lampiran 1 Skematik modul TCS3200
21
Lampiran 2 Skematik Arduino Nano13
22
Lampiran 3 Diagram alir penelitian
Studi Pustaka
Pengujian Sensor TCS3200
dan Sensor Konduktivitas
Pembuatan Prototipe
Pembuatan dan
pengunduhan
Program
Pengambilan Data
dari Sampel
Pembuatan Laporan
Selesai
Pembuatan Sampel
sebagai Kontrol
dengan Tingkat
Kekeruhan Berbeda
Merancang Rangkaian
Elektronika
menggunakan
Softwere Eagle
Proses Etching
menggunakan FeCl3
Merancang Casing
menggunakan
Softwere SketchUp
Pembuatan Casing
menggunakan 3D
Printing
Penentuan Nilai
Kekeruhan
Menggunakan
Turbidimeter
Analisis
Data
Pengujian
Akhir Alat
Berhasil
Tidak Berhasil
23
Lampiran 4 Persyaratan kualitas air
Peraturan Menteri Kesehatan
Nomor : 492/Menkes/Per/IV/2010
Tanggal : 19 April 2010
PERSYARATAN KUALITAS AIR MINUM
No. Parameter Fisika Satuan
Kadar Maksimum yang diperbolehkan
Peraturan Menteri
Kesehatan WHO
1. Bau - Tidak Berbau NA
2. Warna TCU 15 15
3. Jumlah zat padat
terlarut (TDS) mg/l 500 600
4. Kekeruhan NTU 5 5
5. Rasa Tidak berasa NA
6. Suhu oC Suhu udara ± 3 NA
Peraturan Meteri Kesehatan
Nomor : 416/Menkes/Per/IX/1990
Tanggal : 3 September 1990
PERSYARATAN KUALITAS AIR BERSIH
No. Parameter Fisika Satuan Kadar Maksimum yang
diperbolehkan
1. Bau - Tidak Berbau
2. Warna TCU 50
3. Jumlah zat padat terlarut (TDS) mg/l 1500
4. Kekeruhan NTU 25
5. Rasa Tidak berasa
6. Suhu oC Suhu udara ± 3
24
Lampiran 5 Desain alat
Keterangan:
a. Tempat Sensor 1 Tampak Atas g. Tempat Komponen Tampak Samping 1
b. Tempat Sensor 1 Tampak Bawah h. Tempat Komponen Tampak Samping 2
c. Tempat LCD Tampak Atas i. Tempat Air
d. Tempat LCD Tampak Bawah j. Tempat Sensor 2 Tampak Bawah
e. Tempat Konduktivitas Tampak Atas k. Tempat Sensor 2 Tampak Atas
f. Tempat Konduktivitas Tampak Bawah
25
Lampiran 6 Rangkaian alat secara keseluruhan 1
26
Lampiran 7 Rangkaian alat secara keseluruhan 2
27
Lampiran 8 Nilai kekeruhan dari sampel
Sampel Kekeruhan (NTU) Rata-
Rata 1 2 3 4
Nestle 1 0,27 0,37 0,36 0,3 0,325
Nestle 2 0,33 0,2 0,35 0,2 0,27
Nestle 3 0,2 0,25 0,25 0,3 0,25
Aqua 1 0,37 0,44 0,39 0,4 0,4
Aqua 2 0,33 0,4 0,37 0,33 0,3575
Aqua 3 0,4 0,35 0,33 0,3 0,345 Ades 1 0,29 0,37 0,35 0,3 0,3275 Ades 2 0,2 0,35 0,25 0,25 0,2625 Ades 3 0,2 0,3 0,3 0,27 0,2675
Le Minerale 1 0,27 0,36 0,26 0,35 0,31
Le Minerale 2 0,25 0,3 0,35 0,35 0,3125 Le Minerale 3 0,2 0,25 0,25 0,3 0,25
Vit 1 0,22 0,24 0,36 0,3 0,28 Vit 2 0,25 0,25 0,3 0,35 0,2875
Vit 3 0,3 0,25 0,25 0,27 0,2675
Prim-a 1 0,35 0,34 0,33 0,3 0,33
Prim-a 2 0,27 0,3 0,37 0,3 0,31
Prim-a 3 0,3 0,3 0,35 0,35 0,325
Aquades 0,29 0,37 0,35 0,3 0,34
Aqubides 0,27 0,36 0,26 0,3 0,3
1 3,7 3,8 3,64 3,6 3,75
2 5,46 5,08 5,09 5,3 5,21
3 5,88 5,95 5,77 5,5 5,87
4 7,31 6,33 6,3 7 6,64
5 9,65 9,21 9,19 9,2 9,35
6 14,4 14,4 10,5 11 13,1
7 15,5 14,8 14,6 14,3 14,97
8 19,4 17,7 20,7 18,1 19,27
9 20 20,4 20 20,3 20,13
10 25,9 26,5 25,1 25,5 25,83
11 27 26,7 26,8 26,7 26,83
12 25,1 27,7 24,5 25,3 25,77
13 34,4 32,6 34,7 34,1 33,9
14 43 36,4 36,3 40,2 38,57
15 49,8 49,5 47,8 48,2 49,03
16 53,6 50,6 48,8 51,2 51
17 65,7 62,9 66,3 64,4 64,97
18 78,3 82,6 82,9 80,5 81,27
19 86,9 86 82,8 85,1 85,23
28
Lampiran 9 Data RGB pada sampel dengan tiga kali pengulangan
No. Sampel Kekeruhan
(NTU) Red Green Blue
1 Aquades 0
197 196 229
197 195 228
196 196 228
2 Nestle 1.1 0
197 196 228
197 196 229
197 195 229
3 Nestle 1.2 0
197 196 229
196 195 229
197 195 229
4 Nestle 1.3 0
197 196 229
196 195 229
197 195 229
5 Aqua 2.1 0
197 196 228
197 196 229
196 195 229
6 Aqua 2.2 0
197 196 229
196 195 228
196 195 229
7 Aqua 2.3 0
197 195 228
197 196 229
198 196 230
8 Ades 3.1 0
197 196 228
197 195 229
197 195 229
9 Ades 3.2 0
196 196 229
196 195 229
196 195 229
10 Ades 3.3 0
197 195 228
197 196 229
196 195 229
11 Le Minerale 4.1 0
196 196 228
197 196 229
198 196 229
12 Le Minerale 4.2 0
197 196 229
197 196 229
197 195 229
13 Le Minerale 4.3 0 197 196 229
29
197 196 229
197 196 229
14 Vit 5.1 0
197 196 229
197 196 229
196 195 228
15 Vit 5.2 0
197 196 228
197 196 229
197 196 229
16 Vit 5.3 0
196 195 228
197 195 229
197 195 229
17 Prim-a 6.1 0
197 196 229
197 196 229
198 196 230
18 Prim-a 6.2 0
197 196 228
197 196 229
196 195 228
19 Prim-a 6.3 0
196 195 228
197 195 228
197 196 229
20 1 4
195 193 222
197 194 225
195 193 223
21 2 5
197 193 224
194 192 222
195 193 223
22 3 6
196 193 224
195 193 223
195 194 226
23 4 7
188 180 202
187 180 202
189 182 205
24 5 9
193 187 213
192 187 212
192 187 212
25 6 12
187 177 197
186 177 197
185 176 196
26 7 15
189 178 197
187 177 195
187 176 194
27 8 19 180 165 177
180 165 176
30
180 165 178
28 9 20
185 169 181
185 171 184
183 169 181
29 10 26
179 162 173
178 161 171
179 162 173
30 11 34
171 149 152
173 153 159
172 152 157
31 12 38
171 147 149
168 144 145
165 141 140
32 13 49
161 131 126
163 134 131
161 131 126
33 14 50
162 135 131
161 133 129
161 134 130
34 15 65
156 127 122
156 128 122
156 128 122
35 16 82
149 115 106
149 115 106
148 114 103
36 17 85
142 106 93
143 107 95
143 108 95
31
Lampiran 10 Tampilan OLED dan Alat
32
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Kabupaten Bandung, Provinsi
Jawa Barat pada tanggal 10 Februari 1993. Penulis
merupakan putra ke tiga dari 4 bersaudara, anak dari
pasangan Jan Farizal dan Renita.
Penulis menempuh pendidikan SMA pada tahun
2008-2011 di SMA Negeri 2 Cianjur dan melanjutkan
pendidikan di perguruan tinggi pada tahun 2011 di Instititut
Pertanian Bogor Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Departemen Fisika melalui jalur
undangan.
Selama kuliah penulis aktif di berbagai organisasasi dan kegiatan mahasiswa,
antara lain: Himpunan Mahasiswa Fisika (HIMAFI) pada tahun 2012-2013, rohis
FMIPA (Serum-G) pada tahun 2012-2013 serta beberapa kegitan mahasiswa
diantranya Pesta Sains Nasional, Physics Expo, trainer Pelatihan Mikrokontroller
Arduino FMIPA IPB. Selain itu, selama kuliah penulis menjadi ketua HIMAFI pada
tahun 2014, dan menjadi asisten praktikum termodinamika pada tahun 2014.
Penulis dapat dihubungi di [email protected].
