Upload
others
View
14
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TUGAS AKHIR
OTOMATISASI PIRANTI TITRASI
Diajukan sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik
Program S-1 Pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
Disusun oleh:
LENA
20030120016
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA
2009
Diaj
OT
ajukan sebag
Program S
U
J
TU
OMATISA
gai salah satu
S-1 Pada Juru
Universitas M
D
2
URUSAN
FAKU
UGAS AK
ASI PIRA
u syarat mem
usan Teknik
Muhammadi
Disusun ole
LENA
200301200
N TEKNIK
ULTAS TE
KHIR
ANTI TITR
mperoleh gel
k Elektro Fak
yah Yogyak
eh:
016
K ELEKTR
EKNIK
RASI
ar Sarjana T
kultas Teknik
karta
RO
Teknik
k
UN
Dosen Pe
NIVERSIT
H
O
embimbing U
TAS MUH
HALAMA
T
OTOMATIS
D
NIM
Telah di
Utama
HAMMAD
2009
AN PENG
UGAS AKH
SASI PIRAN
Disusun ole
LENAM : 200301
iperiksa dan
DIYAH YO
GESAHAN
HIR
NTI TITRA
h :
120016
disetujui :
Dose
OGYAKAR
N I
ASI
en Pembimb
RTA
bing Muda
D
I( I( I( H(
(Ir. Rif’a
Skr
Dewan Peng
Ir. Rif’an Ts(Ketua peng
Ir. H. M. Fat(Penguji ang
Ir. H. M.Ikh(Penguji ang
Helman Muh(Penguji ang
an Tsaqif A
H
O
ripsi ini telah
guji :
saqif A, MTguji / pembim
thul Qodir ggota / Pemb
hsan ggota)
hammad, STggota)
, MT)
HALAMA
OTOMATIS
h dipertahank
pada
T mbing utama
bimbing mud
T, MT
AN PENGE
SASI PIRAN
kan dan disa
tanggal 4 ju
a)
da)
(Ir.
ESAHAN
NTI TITRA
ahkan di dep
uli 2009.
H. M. Fathu
II
ASI
an dewan pe
(...... Tang
(...... Tang
(...... Tang
(...... Tang
ul Qodir)
enguji
................) ggal:
................) ggal:
................) ggal:
...............) ggal:
Menyetujui
Ketua Jurusan
Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah Yogyakarta
( Ir. Slamet Suripto )
HALAMAN PERNYATAAN
Bahwa semua yang tertulis dalam Tugas akhir ini adalah hasil karya saya
sendiri dan atau bukan menjiplak hasil karya orang lain, kecuali yang secara tertulis
dijadikan acuan dalam penulisan naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila dikemudian hari pernyataan ini tidak benar, maka saya siap menerima sanksi
dari Univesitas Muhammadiyah Yogyakarta sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Yogyakarta, 16 Juli 2009
Yang Menyatakan
LENA
MOTTO
Kekayaan yang paling berharga di dunia ini Kaya akan persaudaraan
Cita-cita yang terindah di dunia ini Ku ingin keliling dunia
PERSEMBAHAN
Rasa syukur ku panjatkan kepada ALLAH SWT atas nikmat yang telah diberikan
melalui kebesaran dan kasih sayangnya
Nabi Muhammad SAW, Berkat perjuanganmu kami masih bisa menikmati
indahnya islam
H. Sudirman dan Hj. Sijus
Aku bangga menjadi anakmu dan suatu saat nanti aku ingin kalian bangga
tehadapku
Riko saputra dan fitri rahmadhani
Adek2ku yang manis
A
d
“
t
Deng
Allah SWT
dapat men
“OTOMAT
Berb
tetapi karen
makasih
Keka
Makas
gan menguc
, yang telah
nyelesaikan
TISASI PIRA
bagai upaya
a keterbatas
h atas suppor
asih hatiku Mu
sih ya Win bua
KATA
capkan Puji
h memberik
penyusun
ANTI TITR
telah penuli
san kemamp
rt dan do’anya
m
uhammad Yun
B
at semuanya,
finis
A PENGAN
dan Syuku
kan Rahmat
nan laporan
RASI”.
is lakukan u
puan penulis
a ya, kejarlah
mau, kakak ak
nus, Semua in
Best friend Afw
akhirnya finis
s aku ganggu
NTAR
ur penulis p
dan Hidaya
n Tugas
untuk menye
, maka penu
cita-cita setin
kan selalu me
ni ku persemb
s
win hasan tek
s juga kita cip
in kamu mae
panjatkan a
ah-Nya, seh
Akhir d
elesaikan Tu
ulis meminta
nggi yang kali
endukung kali
bahkan buat m
sayank… I love
nik elektro UG
ptain alat ini d
n game heheh
akan kehadir
hingga penu
engan Jud
ugas Akhir i
a maaf kare
ian
ian
mu
e U
GM
dan
he.
rat
ulis
dul
ni,
ena
masih banyak kekurangan-kekurangan dalam penyusunan laporan Tugas Akhir ini,
baik dalam susunan kata, kalimat maupun sistematika pembahasannya. Penulis
berharap laporan Tugas Akhir ini dapat memberikan sumbangan yang positif bagi
kita semua.
Terwujudnya Laporan Skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan dorongan
berbagai pihak. Dan dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan rasa
terima kasih yang sebesar - besarnya kepada yang terhormat :
1. Bapak Ir. Slamet Suripto selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Mummadiyah Yogyakarta.
2. Bapak Ir. Rif’an Tsaqif A, MT selaku Dosen Pembimbing Utama yang telah
meluangkan banyak waktu dan selalu memberikan bimbingan terutama
bimbingan lewat facebook.
3. Bapak Ir. H. M. Fathul Qodir, selaku Dosen Pembimbing Muda yang telah
membimbing dan selalu memberikan supportnya.
4. Bapak Ir. H. M.Ikhsan dan Bapak Helman Muhammad, ST, MT yang telah
banyak memberikan ilmu dan dorongan moril sehingga dapat terselesaikannya
skripsi ini sekaligus sebagai dosen penguji.
5. Bapak Ir. Gunawan Budiyanto, MP dan mas yuli selaku Dosen Pembimbing
lapangan yang telah membantu terciptanya alat untuk proses titrasi secara
otomatis.
6. Mas Indri Listiyono, ST selaku Staf Laboratorium yang telah membantu dan
mendukung selama penelitian tugas akhir di laboratorium teknik elektro.
7. Dosen-dosen Teknik Elektro UMY. Terima kasih atas ilmunya.
8. Seluruh Mahasiswa dan Karyawan Teknik Elektro UMY.
Semoga Tugas Akhir ini berguna bagi semua pembaca setia, Tugas Akhir ini
masih terdapat kekurangan, penulis menerima kritik dan sarannya guna
menyempurnanakan Tugas Akhir ini.
Penulis
LENA
Segenap rasa terima kasih kuucapakan kepada :
1. Muhammad april, mellysa rahmita dan herlini puspikasari makasih ya kalian
selalu kasih support (ampe curhat bercu2ran air mata heheeeee) moga ikatan
keluarga kita selalu terikat selama2nya. Ntr kita touring2 lg ya ☺ ☺ ☺
2. Yozi padli, Wowon saputra, lini makasih dah menorehkan kenangan indah
dalam hidupku, Pengandaran Beach next time aku ingin kembali.
3. Teman2 Aspuri makasih ya atas do’a dan pengertiannya, terutama buat
Rohmatina selaku ketua Aspuri dan pengurus inti dah ngasih izin pulang telat
sama ocik. Cayo!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Kuliah yang rajin ya...biar cepet wisuda juga. Oh
ya nanti klo ociok g’ ada diasrama lagi, bunga2 ociok tolong dirawat ya,,,, ☺ ☺
☺
4. Keluarga DH (Dar_el Hikmah) makasih support dan do’anya,,,, Bwt adek2 DH
ku, tetap exist ya,,,,,klo ada perkembangan selalu kabari kk’ key..
5. Bg uwi, fian, oom dan tmn2 kosan pogung,,,maaf ya datang hampir tiap hari
kekosannya awin, bikin bete ya heheheeeeee. Hidup Travian!!!!!!!!!!
6. Tek Ia,,,cepet sembuh ya dan selalu adem ayem ma ya2ng, Ifit KU Uii
(kuliahnya yang rajin ya dek,,,,jgn keluyuran teyus ntr dibilangin ma ibu lho,,,,)
7. Pasangan pengantin baru nur fitria rahmawati dan K.ian.... selamat ya moga
jadi keluarga yang shakinah, mawadah, warohma amien. Makasih ya say,,,,maaf
kmrn g’ bisa hadiri resepsi pernikahan say yang dikalimantan, lg sibuk ngurusin
TA.
8. Pak wanto dan istrinya,,,, wah makin romantis aj neh..makasih ya buat semua.
9. Teman2 TE 2003...
ladies
(rahma, heni, witri, pipit, isti, yuli, dina, ki2n, astri)
cowok2 keren
(awang, catur, putra, norman, fatur, ohsiiiiiiit alias sawir, pak cik,
pras, dhani, nuki, eko, muzaini, angga, acong, samsul, ari, aris,
pokoke bwt semua dech,,,,banyak banget, miss u all)
Kpn neh kita makraf dan kumpul2 lagi kayak dulu???????????????
Kangeeeeeeeeeeeeeeeen,,,,, sumpah dech heheeeee
10. Teman2 kumat... tetap semangat!!!!!! moga cepet kelar juga TA nya amien..
facebookannya tetap exist ya ☺ ☺ ☺ dosen kita aj pake,,,saluuuuuuuuuut dah bwt
pak rif’an ma pak Fatul,,,,dosen yang paling gaul heheeeeee (pak,,,, gmn
persentasi kmrn???? Anakmu yang manis neh sengaja ngasih kejutan bwt bapak
heheeeee, mantapkan????) nanti tetap shering2 difacebookan ya pak,,,,,, ☺ ☺ ☺
11. Teman2 facebook,,, thanks ya bwt support dan do’anya...akhirnya perjuanganku
terbayarkan sudah dengan nilai yang sangat memuaskan. Thanks juga ya,,,,dah
mewarnai dinding facebookku ☺.
12. Asep and the gank, kpn neh kita jalan2nya???ato masak2....ayo lah, ak dah mo
pulang neh ke RIAU. Asep koordinir yang laen ya,,,Ku tggu kbrnya okay,,,
13. kk’2 tingkatku,,,( mas indra thanks ya dah ngasih motor steppernya, k.bimo,
k.bayu, bg candra, mas anggun dll) sukses ya....bwt kariernya,,,
14. Si gigi2 panjang ( mita, risti, hijra ma bapaknya drakulla(kasim)) woiiiiiiiiiiiiiiiiii
giginya tuch kayaknya perlu direbonding abis tuch dipotong pake gergaji
whahahaa, oh ya heni jg tuch jangan ampe ketinggalan heheeee.
15. Temn2 ngapak (arif, viki dan the gank),,,,moga skripsinya cepet kelar dan cepet
wisuda amien.
16. B.bowo dan istri,,,, tetap semangat ya bg,,,,abang pasti bisa!!!!! p’d3 juga
selamat ya... akhirnya teman2 terdekat kita bisa wisuda bareng..duch,,,senangnya
☺
17. Teman2 maenku (yuza, ihsan, sofan, vira, gianza, wildan dll) maen seh
tempatku....kangen neh.
18. Buat semua teman2 ku yang nama g’ bisa ku cantumkan semuanya...thanks ya for
u
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN I .......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN II ......................................................................... iii
HALAMAN PERNYATAAN ............................................................................ iv
MOTTO .............................................................................................................. v
HALAMAN PERSEMBAHAN ......................................................................... vi
KATA PENGANTAR ........................................................................................ vii
DAFTAR ISI ....................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ............................................................................................... xvii
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1
A. Latar Belakang ............................................................................... 1
B. Batasan Masalah ............................................................................ 3
C. Tujuan ............................................................................................ 3
D. Sistematika Penulisan .................................................................... 4
BAB II. STUDY AWAL .................................................................................. 5
A. Titrasi ............................................................................................. 5
B. Mikrokontroller AT89S51 ............................................................. 10
C. Sensor Warna TCS230 dengan Adapter AppMod ......................... 35
D. Motor Stepper ................................................................................ 45
E. Sensor Optocoupler ........................................................................ 50
F. Stirrer Magnetik ............................................................................. 52
G. LCD ............................................................................................... 53
BAB III. PERANCANGAN, PEMBUATAN, DAN PENGUJIAN ................. 56
A. Alat dan Bahan ............................................................................... 56
B. Perancangan alat otomatisasi piranti titrasi ................................... 57
C. Pengujian akhir .............................................................................. 86
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 89
Spesifikasi akhir ................................................................................. 89
BAB V. PENUTUP .......................................................................................... 96
A. Kesimpulan .................................................................................... 96
B. Saran .............................................................................................. 97
DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 98
LAMPIRAN
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Daftar indikator asam basa…………………………………………….8
Tabel 2.2. Indikator yang sering digunakan pada proses titrasi asam basa……….9
Tabel 2.3. IE (Interrupt Enable)………………………………………………….21
Tabel 2.4. IP (Interrupt Priority)………………………………………...……….23
Tabel 2.5. Kombinasi M0 dan M1……………………………………………….25
Tabel 2.6. Jalur control dan fungsi-fungsinya………………………………..….40
Tabel 2.7. Urutan port basic Stamp…………………………………...…………41
Tabel 2.8. Decoding Logic………………………………………………………41
Tabel 2.9. Pin dan Fungsi.....................................................................................54
Tabel 3.1. Pengujian Mikrokontroler AT89S51…………………………………69
Tabel 3.2. hasil pengujian sensor optocoupler…………………………………..73
Tabel 3.3. Pengujian tegangan pada rangkaian mikrokontroler AT89S51............74
Tabel 4.1. Data hasil kalibrasi volume 1 tetes secara otomatis..………………...90
Tabel 4.2. Data hasil kalibrasi volume 1 tetes secara manual…………………...91
Tabel 4.3. proses titrasi secara otomatis pada larutan asam……………………..92
Tabel 4.4. proses titrasi secara otomatis pada larutan basa……………………...92
Tabel 4.5. proses titrasi secara manual pada larutan asam……………………....93
Tabel 4.6. proses titrasi secara manual pada larutan basa……………………….93
Tabel 4.7. Nilai sensor warna TCS230 pada larutan asam basa.………………...94
Tabel 4.8. Nilai sensor warna TCS230 pada kertas warna……..……………….95
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Blok Diagram Inti AT89S51………………………………………10
Gambar 2.2. Struktur Memori MCS51……………………….…………………11
Gambar 2.3. Program memori MCS51…..……………………………...………12
Gambar 2.4. Pengeksekusian program memori internal..……………………….13
Gambar 2.5. Pengaksesan data memori eksternal……………………..………..14
Gambar 2.6. Data Memori Internal...……………………………………………15
Gambar 2.7. Lower 128 dari RAM internal………………...…….…………….16
Gambar 2.8. Ruang SFR………………………………………………………...18
Gambar 2.9. Interupt Enable……………………………………………….……21
Gambar 2.10. Interupt Priority…..……………………………………………....22
Gambar 2.11. Definisi tiap bit pada timer kontrol…………………………..…..24
Gambar 2.12. Definisi bit pemilihan mode operasi Timer/Counter………..…...24
Gambar 2.13. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 0, sebagai T/C 13-bit…....26
Gambar 2.14. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 2.......................………….27
Gambar 2.15. Timer/Counter 1 bekerja dalam mode 3, sebagai 2 T/C 8-bit.…..28
Gambar 2.16. SCON pada Special Function Register…………………….…….30
Gambar 2.17. Serial Port pada Mode 0………………………………….……....31
Gambar 2.18. Format data Mode 1 yang diterima Modem.…………..……..…31
Gambar 2.19. Format Data 11 bit Mode 2………………………………….…..32
Gambar 2.20. Serial Port pada Mode 2…………………………………………32
Gambar 2.21. Format Data 11 bit Mode 3……………………………………...33
Gambar 2.22. Papan AppMod diinstall secara benar……………………..…….36
Gambar 2.23. Program Stamp BS2…………………………..…………………37
Gambar 2.24. Mencocokkan stand made dari mesin screw…………………….39
Gambar 2.25. Respon modul sensor warna……………………………………..43
Gambar 2.26. Skema adapter AppMod…………………………………………44
Gambar 2.27. Skema modul sensor…………………………………………..…44
Gambar 2.28. Contoh motor stepper…………………………….………….…...45
Gambar 2.29. Penampang melintang dari motor stepper tipe VR……..……......46
Gambar 2.30. Ilustrasi sederhana dari motor stepper tipe PM……………….....47
Gambar 2.31. Penampang melintang dari motor stepper tipe hybrid.…….….…48
Gambar 2.32. Motor stepper dengan lilitan unipolar……………………….…...49
Gambar 2.33. Motor stepper dengan lilitan bipolar……………………………..50
Gambar 2.34. Optocoupler tipe 4N25………………………………….……….52
Gambar 2.35. Salah satu bentuk stirrer yang sering digunakan dilaboratorium...52
Gambar 2.36. Modul LCD Karakter 2x16……...................................................53
Gambar 3.1. Blok diagram perancangan alat otomatisasi piranti titrasi.….……57
Gambar 3.2. Skema Rangkaian Otomatisasi Piranti Titrasi…………….………58
Gambar 3.3. Sistem Minimum AT89S51…………..…………………….….….60
Gambar 3.4. Rangkaian Modul Sensor TCS230………………..…………..…..61
Gambar 3.5. Sketsa fisik dan blok fungsional TCS230…………………………62
Gambar 3.6. Driver Motor Stepper………………………………………….…..63
Gambar 3.7. Rangkaian Sensor Optocoupler………………………………...…64
Gambar 3.8. Rangkaian Stirrer………………………………………………….65
Gambar 3.9. Rangkaian Catu Daya……………………………………………..66
Gambar 3.10. Rangkaian Penampil (LCD)………………………………….….67
Gambar 3.11. Skema Pengujian Mikrokontroller…………………………….…68
Gambar 3.12. Skema Pengujian Sensor Warna TCS230……………………….70
Gambar 3.13. Skema Pengujian Motor Stepper………………………………...71
Gambar 3.14. Skema Pengujjian Sensor optocoupler…………………………..73
Gambar 3.15. Skema Pengujian Catu Daya…………………………………….74
Gambar 3.16. Skema Pengujian Unit Penampil………………………………...75
Gambar 3.17. Flowchart program Otomatisasi Piranti Titrasi………………….78
Gambar 3.18. Bentuk statif……………………………………………………..79
Gambar 3.19. Jenis keranjang pada percobaan pertama..……………………….80
Gambar 3.20. Jenis keranjang pada percobaan kedua…………………………..81
Gambar 3.21. Motor stepper untuk memutar kran buret………………………..81
Gambar 3.22. Sensor optocoupler untuk menghitung tetesan…………………..82
Gambar 3.23. alat otomatisasi piranti titrasi…………………………………….83
Gambar 3.24. Box hitam untuk menampilkan nilai warna……………………...85
Gambar 3.25. Foto Alat Otomatisasi Piranti Titrasi…………………………….86