Kata Kunci : Turbidimeter, NTU

Transkripsi

1 Turbidimeter Berbasis Mikrokontroller dengan Penyimpanan Internal Wahyu Guretno, DR.Ir.H.B. Guruh Irianto AIM. MM., Abd. Kholiq, SST. Jurusan Teknik Elektromedik POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN SURABAYA Turbidimeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kekeruhan air. Kekeruhan air disebabkan oleh zat yang tersuspensi baik yang zat anorganik maupun organic. Zat anorganik biasanya merupakan lapukan batuan dan logam, sedangkan organic berasal dari buangan industry yang dapat menjadi makanan bakteri dan perkembangbiakkan bakteri dapat menambah kekeruhan air. Kekeruhan air sebagai parameter penting yang menentukan kualitas air memegang peranan penting bagi setiap mahkluk hidup dan karenanya cukup penting untuk diukur. Besaran kekeruhan ditentukan oleh suatu nilai yang disebut Nephelometer Turbidity Unit (NTU). Semakin tinggi nilai NTU, maka air akan semakin keruh dan sangat berpengaruh terhadap kualitas air. Agar air minum yang dikonsumsi oleh masyarakat tidak mengandung bakteri atau kekeruhan, maka dibuatlah alat Turbidimeter Berbasis Mikrokontroller AtMega dengan penyimpanan Internal, kemudian hasilnya dapat dilihat di display dan dapat di simpan penulis menggunakan IC Atmega sebagai pemroses mikro. Berdasarkan dari hasil pengujian dan pengukuran pada sampel air dengan pengukuran sebanyak kali pada setiap sampel dengan pembanding alat Turbidimeter, didapatkan nilai rata-rata yang tidak jauh berbeda dengan nilai pembanding, yaitu pada sampel A sebesar. NTU dengan presentase error,%, sampel B sebesar.66 NTU dengan presentase error.%, sampel C sebesar 6. dengan presentasi eror.% dan pada sampel D. dan presentasi error.%. Setelah melakukan proses perencanaan, percobaan, pembuatan modul, dan pengujian serta pendataan dapat disimpulkan bahwa alat Turbidimeter berbasis Mikrokontrolle ATmega dapat digunakan dan sesuai perencanaan. Kata Kunci : Turbidimeter, NTU PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Turbidimeter merupakan alat untuk menganalisa hamburan cahaya. Hamburan cahaya terjadi akibat adanya partikel yang terdapat dalam larutan. Partikel ini akan menghamburkan cahaya ke segala arah yang mengenainya, dengan memanfaatkan intensitas cahaya. Prinsip kerja turbidimeter yaitu mengukur hamburan cahaya yang mengenai partikel yang terkandung dalam air dengan cara menyinarkan sumber cahaya yang berasal dari lampu ke kuvet. Kemudian partikel tersebut akan menyerap energi cahaya dan akan memantulkan cahaya ke segala arah (Saidar,et.al, ). Turbidimeter merupakan salah satu parameter untuk mengukur kekeruhan air, dimana kekeruhan dalam air sering diabaikan karena

2 dianggap sudah cukup diidentifikasi melalui penglihatan apakah air tersebut jernih atau tidak. Hal ini terjadi dimungkinkan karena tidak tersedianya alat untuk mendeteksi tingkat kekeruhan air. Padahal air yang terlihat jernih belum tentu mutunya bagus, oleh sebab itu untuk mengendalikan mutu dilakukan uji kekeruhan dengan alat turbidimeter. Alat turbidimeter ini telah dibuat oleh Abdul Syukur Tuanaya (6), namun menurut pengamatan penulis alat ini belum dilengkapi dengan penyimpanan data internal. Artinya kondisi alat tersebut perlu ditambahkan rangkaian pengkondisi sinyal yang lebih akurat karena alat ini masih dipengaruhi banyak noise. Berdasarkan kekurangan alat yang sudah dibuat sebelumnya, maka penulis mempunyai ide untuk memodifikasi alat ini dengan dilengkapi penyimpanan internal. Selain itu penulis akan meningkatkan progam penggunakan Mikrokontroller yang sebelumnya menggunakan Mikrokontroller ATS ditingkatkan menjadi Mikrokontroller ATMega, dan menambahkan rangkaian pengkondisi sinyal pada alat tersebut. Batasan Masalah. MenggunakanMikrokontrollerATMega. Tampilan hasil berupa LCD. Menggunakan sensor LDR. Menggunakan rangkaian pembagian tegangan. Adanya penyimpanan internal Rumusan Masalah Dapatkah dimodifikasi alat Turbidimeter berbasis Mikroktroller ATMega dengan penyimpanan internal? TUJUAN PENELITIAN. Tujuan Umum Dimodifikasinya alat Turbidimeter Berbasis Mikrokontroller ATMega dengan penyimpanan internal.. Tujuan Khusus a.membuat rangkaian Power Suply b. Membuat Detector sensor LDR c.membuat rangkaian pembagian tegangan d. Menggunakan empat sampel yaitu Air mineral,air PDAM, air sumur dan air selokan e.membuat rangkaian minimum sistem Mikrokontroller ATMega f. Melakukan uji coba alat

3 MANFAAT PENELITIAN. Manfaat Teoritis a. Meningkatkan wawasan ilmu pengetahuan di bidang Alat Lab Sanitasi, khususnya pada alat Turbidimeter untuk melihat kadar kekeruhan dalam air. b. Sebagai referensi pembaca untuk mengembangkan alat turbidimeter ini.. Manfaat Praktis Dengan adanya alat ini diharapkan dapat membantu user/pengguna untuk mengukur atau mengecek kadar kekeruhan pada air. METODOLOGI PENELITIAN. Desain Penelitian Metode penelitian dalam pembuatan modul ini adalah metode penelitian Pre-Eksperimental dengan menggunakan jenis After Only Design. Pada rancangan ini penulis hanya melihat hasil tanpa mengukur keadaan sebelumnya. Tetapi disini sudah ada kelompok control, walaupun tidak dilakukan randomisasi. Kelemahan dari rancangan ini adalah tidak tahu keadaan awalnya, sehingga hasil yang didapat sulit disimpulkan. Desain dapat digambarkan sebagai berikut: X O Non Random.. (-) O X : treatment/perlakuan yang diberikan ( variable independen) O : Observasi ( variable dependen) (-) : Kelompok control. Variabel Penelitian a. Variabel Bebas Sebagai variabel babas adalah air sampel, karena air sampel ini tidak tergantung dan tidak dikontrol oleh rangkaian lain. Variabel Tergantung Variabel Terkendali Sebagai variable tergantung yaitu rangkaian sensor dan detector yang dikontrol oleh banyaknya sumber cahaya dan jumlah partikel yang terkandung dalam air sampel. Variabel terkendali adalah display LCD yang dikendalikan oleh Mikrokontroller untuk menampilkan nilai kekeruhan air. Diagram Mekanis Sistem Gambar.. desain Alat Turbidimeter

4 . Blok Diagram menjadi sinyal listrik., lalu masuk ke ADC Mikrokontroller dan diolah melalui progam dan hasilnya akan tampil pada display LCD.. Diagram Alir Proses/Program ) Diagram Alir Mikrokontroller Diagram Blok Sistem Cara Kerja Blok Diagram Sumber Cahaya akan melewati sampel maka berkas cahaya akan berinteraksi dengan partikel yang terkandung dalam air sampel. Kemudian partikel akan menyerap energy cahaya dan akan memantulkan ke segala arah, jumlah cahaya yang terhambur oleh partikel akan ditangkap oleh detektor. Dimana cahaya yang diteruskan akan dideteksi oleh transmited detector. Cahaya yang terhambur oleh partikel letaknya tepat pada akan dideteksi oleh detector, dan cahaya yang terhambur kurang dari akan dideteksi oleh back scatter detector sedangkan cahaya yang terhambur lebih dari akan dideteksi oleh forward scatter detector. Lalu akan LDR akan masuk ke rangkaian pembagian tegangan yan berfungsi untuk mengubah sinyal cahaya Cara Kerja Diagram Alir Saat dimulai akan terjadi proses inisialisasi pada LCD, dan pada LCD akan tampil perintah untuk memasukan sampel, lalu sumber cahaya akan melewati kuvet,

5 sehingga partikel yang ada pada air tersebut akan menyerap energy cahaya dan akan memantulkan ke segala arah, jumlah cahaya yang terhambur akan di tangkap oleh detector I,II,III,IV, lalu akan dirubah menjadi data digital sehingga masuk ke pin ADC pada Mikrokontroller ATMega dan akan terjadi pemprosesan data dan hasilnya akan di tampilkan di LCD. Lalu tekan tombol SAVE untuk menyimpan hasil pengukuran dan tekan tombol READ untuk membaca hasil pengukuran yang sudah disimpan. Keterangan Sampel : Sampel A Sampel B Sampel C Sampel D :Air Mineral :Air Sumur :Air selokan :Air PDAM Table. hasil output pada pembagian tegangan Sampel A B C D TP.... TP.... TP...6. TP PEMBAHASAN Hasil Dan Analisa. Hasil Pengukuran Output dari pembagian Tegangan LDR Rangkaian pembagian teangan digunakan untuk pembagian tegangan antara LDR dengan potensio agar dapat dibaca oleh ADC Mikrokontroller. Dari data diatas diketahui bahwa setiap test poin untuk tiap-tiap sampel berbeda. Untuk sampel yang jernih menghasilkan tegangan yang lebih kecil dibandingkan dengan tegangan pada sampel yang tergolong sedikit keruh.. Hasil Pengukuran Alat Berikut hasil output pada rangkaian pembagian tegangan Sam pel I II III IV V Rat a Ket Test Point : TP :Sensor Transmited Detector TP :Sensor Back Scatter Detector A. B TP TP :Sensor Detector :Sensor Forward Detector C D

6 Table. Hasil pengukuran alat dengan Tuebidimeter No. Sampel Display Alat Turbidimet er data oleh banyaknya data dalam kumpulan tersebut. Rumus rata rata adalah : A.NTU. NTU B.66 NTU.6 NTU C 6. NTU.7 NTU D. NTU. NTU Dimana : X,..,Xn rata-rata nilai data Dari data diatas dapat diketahui berapa tingkat dari kekeruhan masing-masing sampel, dan hasil dari display alat akan dibandingkan dengan alat turbidimeteraslinya sehingga pada display alat akan muncul toleransi untuk mengetahui layak atau tidak alat pada alat display tersebut. Sehingga diperolehhasil kekeruhan yang palng tinggi pada sampel C yaitu sampel air sumur sebesar 6. NTU dan pada turbidimeter.7 NTU dan hasil kekeruhan yang paling sedikit pada sampel A yaitu sampel air mineral sebesa. NTU dan pada Turbidimeter. NTU. n banyak data (,,,n) Standart Deviasi Standart Deviasi adalah suatu nilai yang menunjukan tingkat (derajat) variasi kelompok data atau ukuran standart penyimpangan dari mean Rumus Standart Deviasi adalah : Standart deviasi / SD.. Analisis Setelah dilakukan pengukuran maka akan dilakukan perhitungan data yang diperoleh sehingga dapat dianalisa menggunakan rumus, antara lain :. Rata rata Rata rata adalah bilangan yang di dapat dari hasil pembagian jumlah nilai ( X ( X... ( X n Dimana : SD standart deviasi rata-rata X,..,Xn nilai data n banyak data (,,.n ) 6

7 . Error (Rata rata Simpangan) Error (Rata rata Simpangan) adalah selisih antara mean terhadap masing masing data. Rumus Error adalah : Rata-rata sampel B X X. Rata-rata sampel C Dimana : Xn rata-rata data kalibrator rata-rata data modul X X 6. Rata-rata sampel D Ua (Ketidakpastian) Rumus ketidakpastian (Ua) adalah : X X.66 Dimana : Ua ketidakpastian SD standart deviasi n banyaknya data... Hasil perhitungan perbandingan pengukuran alat. Rata-Rata Rata-rata sampel A. Standart Deviasi/SD Standart Deviasi Sampel A SD ( X ( X... ( X n (.. ) (.. ) (.. ) (.. ) (.. )..... X X.. 7

8 Standart Deviasi Sampel B SD ( X ( X... ( X n Ua..6 Ua.7 Ketidakpastian Sampel B (.6.66) (.6.66) (.6.66) (.67.66) (.7.66) Ua..6. Ua.6 SD Standart Deviasi Sampel C Ketidakpastian Sampel C ( X ( X... ( X n Ua.6.6 (. 6. ) (6. 6. ) (6. 6. ) (6. 6. ) (6. 6. ) Ua.76.6 Ketidakpastian Sampl D Standart Deviasi Sampel D SD. Ua.6 ( X ( X... ( X Ua. n. % Error Pada sampel A (.6. ) (.7. ) (.. ) (.. ) (.. ) % Error Xn X Xn x %... x %.. Ketidakpastian (Ua) Ketidakpastian Sampel A, % Pada sampel B

9 J7 Progammer GN D RESET SCK MI SO MOSI SW7 reset D LED R K J7 POWER SU PPLY S S S S C S PF C PF SAVE BACK UP DOWN RESET Q XTAL MOSI MISO SCK RESET GN D PD PD PD PD PD PD PD6 PB PB PB PB PB U PB(XC K/T) PA (ADC) PB(T) PA (ADC) PB(INT/AIN ) PA (ADC) PB(OC/AI N) PA (ADC) PB(SS) PA (ADC) PB(MSI) PA (ADC) PB6(MIS) PA6 (ADC6) PB7(SCK) PA7(ADC7) RST AREF AGND GND XTAL XTAL PD(RXD ) PD(TXD) PD(INT) PD(INT) PD(OCB) PD(OCA) PD6(ICP) ATMEGA A PC7(TOSC) PC6(TOSC) PC PC PC PC PC(SDA) PCO(SCL) PD7(OC) PC7 PC6 PC PC PC PC PC PC PD7 PA PA PA PA PA PA PA6 PA7 PA PA PA PA J6 DETECTOR C uf R R K RES PC PC PC PC PC PC PC6 J LD R J R POT PA CON6 TP J R6 POT LDR PA TP % Error, Pada sampel C % Error Xn X x % Xn.6.66 x %.6 Xn X x % Xn.7 6. x %.7, % Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, memproses input tersebut dan kemudian menghasilkan output sesuai yang diinginkan. Bahasa pemograman yang digunakan adalah bahasa C yang dapat diprogram dengan mudah menggunakan computer sesuai kebutuhan kita. Mikrokontroller akan menghasilkan output sesuai yang kita inginkan yang nantinya akan bekerja sebagai pengendali dari rangkaian elektronik. Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah. Pada sampel D % Error Xn X Xn x % Kelemahan/Kekurangan Sistem. Pembacaan sensor kurang peka. Penyimpanan data hanya dapat disimpan satu kali... x %. DAFTAR PUSTAKA,% Pembahasan hardware Rangkaian Keseluruhan Penjelasan : R RES C uf/ 6V Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (integrated circuit) yang bisa diprogram menggunakan komputer. R K Abdul Syukur Tuanaya (6). Turbidimeter Berbasis Mikrokontroller ATS Jurusan Teknik Elektromedik Poltekkes Kemenkes, Surabaya. Elektronika Dasar (). Sensor Cahaya LDR ((Light Dependent Resistor). Senin, sepember. EPA Guidance Manual Turbidity Provisions (). Basic Turbidimeter Design and Concepts. s/sdwa/mdbp/upload/ md bp_turbidity_chap_.pdf

10 Fahmizal, Teori Mengenai LCD x6. Senin, September. g/lcd-dengan-bascom-avr/. Mawida, Antin (), Laporan AwalPraktikum Analisis Spektrometri Turbidimetri. _Turbidimetri. Medical analyst (). PH meter dan Turbidimeter. blogspot.co.id///phmeter-danturbidimeter.html. Sadar, M.J (6). Understanding Turbidity Science. Technical Information Series -Booklet No.. Hach Company. Syahrul (). Mikrokontroller avr ATmega, informatika V.S Hart, An Analisy Of Low Level Turbidity Measurenment, Journal Of AWWA, Desember,. BIODATA PENULIS Nama : Wahyu Guretno NIM : P7 TTL : Madiun, 6 Desember Alamat : Caruban,Madiun Pendidikan : SMAN Saradan