ALAT UKUR KADAR KURKUMIN MENGGUNAKAN MONOKROMATOR PRISMA

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR ALAT UKUR KADAR KURKUMIN MENGGUNAKAN MONOKROMATOR PRISMA Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh : OKTOVIANUS FERRYANDI NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2013

2 FINAL PROJECT LEVEL OF CURCUMIN INSTRUMENT USING PRISM MONOCHROMATOR Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program OKTOVIANUS FERRYANDI NIM : ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY YOGYAKARTA 2013 ii

3

4

5

6 HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP MOTTO : Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat Ya Bapa-Ku, jikalau Engkau mau, ambillah cawan ini daripada-ku; tetapi bukanlah kehendak-ku, melainkan kehendak-mulah yang terjadi (Luk 22:42) Skripsi ini kupersembahkan untuk Yesus Kristus Pembimbingku yang setia Papa dan Mama tercinta Nita, Lia, Feren, dan Shella saudaraku tersayang Rigoberta Gaudia yang telah menjadi pengisi hati dan penyemangat hidupku Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma vi

7

8 INTISARI Penyediaan ekstrak kunyit yang mempunyai kandungan kurkumin sesuai standar industri masih terbatas. Hal ini disebabkan karena belum tersedia alat ukur kadar kurkumin yang sederhana bagi para petani kunyit. Pengujian kadar kurkumin dengan instrumentasi pada standar laboratorium memerlukan biaya yang tinggi. Hal ini membuat para petani kunyit harus memiliki suatu alat ukur kadar kurkumin yang sederhana dan aplikatif. Alat ukur ini menerapkan metode spektrofotometri menggunakan monokromator prisma. Penelitian ini memberikan solusi untuk memudahkan para petani dalam menjual hasil panen kunyit mereka kepada pihak industri. Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma terdiri dari dua proses pengukuran, yaitu pengukuran etanol dan pengukuran larutan kunyit. Selisih tegangan kedua pengukuran akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar untuk memperoleh besar absorban standar. Hasil kalibrasi digunakan untuk menghitung kadar kurkumin dan kemudian diubah dalam persen b/b. Semua hasil pengukuran diolah mikrokontroler dan ditampilkan pada LCD character. Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma sudah berhasil dibuat dan dapat bekerja dengan baik. Sistem dapat menjalankan kedua proses pengukuran dengan baik dan menampilkan data-data hasil pengukuran sesuai dengan perancangan. Tingkat kepresisian alat ukur masih kurang dengan persentase error rata-rata kadar kurkumin 29,969% dan error rata-rata persen kadar kurkumin 29,988%. Kata kunci : kunyit, kurkumin, alat ukur, monokromator prisma viii

9 ABSTRACT Provision of turmeric extract that contains curcumin which has the industry standard is still limited. This is caused by level of curcumin instrument that are simple are not yet available for turmeric farmers. Testing levels of curcumin with standard laboratory instrumentation needs a high cost. It makes turmeric farmers must have level of curcumin instrument that are simple and applicable. This instrument is applying spectrophotometric method using a prism monochromator. This research provides solutions to facilitate the farmers to sell their turmeric crops to the industry. Level of curcumin instrument using prism monochromator consists of two processes of measurement, which are measurement of ethanol and measurement of turmeric solutions. The differences between two voltage will be calibrated with a standard spectrophotometer to obtain the absorbance standards. Calibration results are used to calculate the levels of curcumin and then converted in percent b/b. All measurement results processed by the microcontroller and displayed on the LCD character. Level of curcumin instrument using prism monochromator has been created and can work well. The system can run processes of measurement well and display measurement data in accordance with the design. Level of precision measuring tools are still lacking with an average percentage error of curcumin levels of % and the average percent error curcumin levels of %. Keywords: turmeric, curcumin, instruments, prism monochromator ix

10 KATA PENGANTAR Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan karunia-nya sehingga tugas akhir dengan judul Alat Ukur Kadar Kurkumin Menggunakan Monokromator Prisma ini dapat diselesaikan dengan baik. Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan memperkaya wawasan berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika khususnya sains dan teknologi pada umumnya. Penulis menyadari bahwa selama menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Ibu P.H. Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. 2. Ibu Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang dengan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Bapak Martanto, S.T., M.T. dan Bapak Ir. Tjendro, M.Kom. selaku dosen penguji yang telah memberikan kritik dan saran. 4. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma yang telah memberikan semangat, pengetahuan, dan bimbingan kepada penulis selama kuliah. 5. Bapak Handang selaku laboran Mekatronika yang telah membantu penulis selama pengerjaan mekanik tugas akhir ini. 6. Papa dan mama tercinta, kakakku Yunita Natalia, adikku Amelia Florensia, Anastasia Angelina Ferensia, dan Marshella Angelica, serta semua keluarga yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Teman berbagiku Rigoberta Gaudia yang selalu memberikan motivasi dan semangat. 8. Teman-teman TE angkatan 2008 atas kekompakan dan dukungannya selama ini. x

11 9. Teman-teman misdinar Angelus Domini, mas Ronny, Tito, Audra, Wawan, Retha, Ingrid yang telah memberikan motivasi selama penyusunan tugas akhir ini. 10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan, bimbingan, kritik, dan saran. Penulis dengan penuh kesadaran memahami bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak. Terima kasih. Yogyakarta, 10 Desember 2012 Penulis xi

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv PERNYATAN KEASLIAN KARYA... v HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP... vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS... vii INTISARI... viii ABSTRACT... ix KATA PENGANTAR... x DAFTAR ISI... xii DAFTAR GAMBAR... xv DAFTAR TABEL... xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Variabel Penelitian Prosedur Penelitian Sistematika Penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI Kunyit Prinsip Kerja Alat Ukur Kadar Larutan Spektrum Cahaya Bagian-Bagian Spektrofotometer Lampu Halogen Lensa Cembung Prisma Sudut Deviasi xii

13 Dispersi Cahaya Kuvet Fototransistor Pengondisi Sinyal Penguat Non-Inverting IC LM Mikrokontroler ATMEGA Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega Fitur-Fitur ATMega Analog to Digital Converter (ADC) LCD (Liquid Crystal Display) LED (Light Emitting Diode) Three-Terminal Voltage Regulator Regresi Linear Ukuran Pemusatan BAB III RANCANGAN PENELITIAN Arsitektur Sistem Perancangan Subsistem Hardware Perancangan Mekanik Perancangan Sensor Cahaya Perancangan Pengondisi Sinyal Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega Perancangan LCD Character Perancangan Tombol Push-On Perancangan LED Indikator Perancangan Catu Daya Perancangan Subsistem Software Perancangan Tampilan LCD Character Perhitungan Nilai ADC BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar Fisik Hardware Mekanik Subsistem Elektronik xiii

14 4.2. Proses Pengukuran Pengukuran Etanol Pengukuran Kurva Baku Pengukuran Larutan Kunyit Proses Kalibrasi dengan Spektrofotometer Standar Proses Perhitungan Kadar Kurkumin Pengujian Hardware Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya dan Pengondisi Sinyal Pengujian Rangkaian Catu Daya Pengujian ADC Pengujian Software Pengujian Program untuk Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit Pengujian Program Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin Analisa Stabilitas Sistem BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUKURAN... L1 LAMPIRAN B DATA HASIL PENGUKURAN ULANG ABSORBAN LARUTAN KUNYIT MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER STANDAR.. L11 LAMPIRAN C PETUNJUK PENGGUNAAN ALAT UKUR KADAR KURKUMIN... L14 LAMPIRAN D RANGKAIAN LENGKAP PERANCANGAN ALAT UKUR KADAR KURKUMIN MENGGUNAKAN MONOKROMATOR PRISMA... L16 LAMPIRAN E LISTING PROGRAM MIKROKONTROLER... L17 DATASHEET... L25 xiv

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Blok Model Perancangan... 4 Gambar 2.1 Serapan Cahaya oleh Sampel... 7 Gambar 2.2 Spektrum Sinar Tampak... 8 Gambar 2.3 Lampu Halogen... 9 Gambar 2.4 Pembiasan Cahaya pada Prisma Gambar 2.5 Dispersi Cahaya oleh Prisma Gambar 2.6 Rangkaian Fototransistor Gambar 2.7 Penguat Non-Inverting Gambar 2.8 Konfigurasi Pin IC LM Gambar 2.9 Konfigurasi Pin ATMega Gambar 2.10 LCD 2x Gambar 2.11 LED Gambar 2.12 Konfigurasi Kaki IC Regulator (78XX-Positif dan 79XX-Negatif) Gambar 2.13 Rangkaian Regulator Tegangan +12 volt Gambar 3.1 Arsitektur Umum Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat Tampak Luar Gambar 3.3 Desain Mekanik Alat Tampak Dalam Gambar 3.4 Desain Mekanik Alat Tampak Depan Gambar 3.5 Desain Mekanik Alat Tampak Atas Gambar 3.6 Alur Proses Berkas Cahaya yang Terjadi Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Cahaya Gambar 3.8 Grafik Hubungan Kadar Larutan Kurkumin dengan Rata-Rata V out Fototransistor Gambar 3.9 Rangkaian Pengondisi Sinyal Gambar 3.10 Hasil simulasi V out Pengondisi Sinyal Gambar 3.11 Port Input dan Port Output yang Akan Dirancang Gambar 3.12 Rangkaian LCD Character Gambar 3.13 Rangkaian Tombol Push-On Gambar 3.14 Rangkaian LED Indikator Gambar 3.15 Rangkaian Catu Daya +5 volt, +12 volt, dan -12 volt xv

16 Gambar 3.16 Flowchart Program Utama Gambar 3.17 Tampilan LCD Character Gambar 4.1 Arah Berkas Pembiasan Sinar Gambar 4.2 Hasil Perancangan Alat Tampak Dalam Gambar 4.3 Hasil Perancangan Alat Tampak Luar Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Cahaya Gambar 4.5 Rangkaian Pengondisi Sinyal Gambar 4.6 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Gambar 4.7 Rangkaian LCD Character dan LED Indikator Gambar 4.8 Rangkaian Catu Daya Gambar 4.9 Rangkaian Catu Daya Lampu Halogen Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Etanol Gambar 4.11 Hasil Pengukuran Kurva Baku Gambar 4.12 Hasil Pengukuran Larutan Kunyit Gambar 4.13 Grafik Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan Gambar 4.14 Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar Gambar 4.15 Grafik Hubungan Kalibrasi Antara Absorban Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan dengan Absorban Kurva Baku Spektrofotometer Standar Gambar 4.16 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Kurva Baku Alat Ukur Gambar 4.17 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Larutan Kunyit Gambar 4.18 Tampilan Hasil Perhitungan Kadar Kurkumin Gambar 4.19 Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Gambar 4.20 Hasil Pengujian Tombol Push-On dan LED Indikator Gambar 4.21 Rangkaian Pengujian ADC Gambar 4.22 Tampilan Proses Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit Gambar 4.23 Tampilan Proses Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin xvi

17 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Hasil standarisasi kadar kurkuminoid total dari berbagai bentuk sampel umur dan asal rimpang kunyit... 6 Tabel 2.2 Spektrum warna cahaya tampak dan warna-warna komplementer... 8 Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD 2x Tabel 2.4 Regulator tegangan positif seri 78XX Tabel 2.5 Regulator Tegangan Negatif Seri 79XX Tabel 3.1 Tegangan keluaran fototransistor tanpa kuvet Tabel 3.2 Tegangan keluaran fototransistor dengan larutan kurkumin Tabel 3.3 Tegangan keluaran pengondisi sinyal Tabel 3.4 Konfigurasi port mikrokontroler yang akan digunakan Tabel 4.1 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan kurkumin Tabel 4.2 Besar absorban kurva baku menggunakan spektrofotometer standar Tabel 4.3 Hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar Tabel 4.4 Hasil pengujian kalibrasi absorban kurva baku alat ukur Tabel 4.5 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan larutan kunyit Tabel 4.6 Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit Tabel 4.7 Besar absorban larutan kunyit menggunakan spektrofotometer standar Tabel 4.8 Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin Tabel 4.9 Perhitungan error hasil kalibrasi absorban larutan kunyit Tabel 4.10 Hasil perhitungan error kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin Tabel 4.11 Hasil pengujian rangkaian sensor dan pengondisi sinyal Tabel 4.12 Hasil pengujian rangkaian catu daya Tabel 4.13 Hasil pengujian ADC Tabel 4.14 Hasil pengujian nilai absorban untuk stabilitas sistem Tabel 4.15 Hubungan keluaran catu daya lampu halogen dengan perubahan nilai ADC.. 70 Tabel 4.16 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai ADC etanol Tabel 4.17 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai ADC larutan kunyit daerah Karanganyar xvii

18 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kurkumin merupakan senyawa berwarna kuning yang ditemukan dalam rimpang kunyit (Curcuma domestica val.) yang mengandung kurkumin, desmetoksikurkumin, dan bisdesmetoksikurkumin, yang ketiganya disebut kurkuminoid. Kurkumin dapat berfungsi sebagai antidiabetes, antiinflamasi, antioksidan, antimikroba, dan antikanker [1]. Penyediaan bahan baku atau ekstrak kunyit dalam negeri masih menghadapi kendala utama yaitu keterbatasan penyediaan suplai kunyit yang mempunyai kandungan kurkumin sesuai standar pasar [2]. Belum tersedianya teknologi tepat guna yang cukup aplikatif dan sederhana bagi para kelompok petani untuk bisa melakukan pengukuran kandungan kurkumin yang terkandung dalam rimpang kunyit menjadi salah satu penyebab terbatasnya penyediaan suplai kunyit yang mempunyai kandungan kurkumin sesuai standar pasar. Berdasarkan paparan di atas penulis ingin membuat suatu alat ukur kadar kurkumin untuk membantu kelompok petani kunyit dalam mengetahui kandungan kurkumin pada rimpang kunyit hasil panen mengingat pengujian kadar kurkumin dalam rimpang kunyit dengan instrumentasi pada standar laboratorium memerlukan biaya yang cukup tinggi. Alat ukur kadar kurkumin ini menggunakan metode spektrofotometri. Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan tabung foton hampa [3]. Metode spektrofotometri memiliki keuntungan yaitu dapat digunakan untuk analisa suatu zat dalam jumlah kecil. Penelitian yang sudah pernah dibuat adalah Gesang Kurniasih dkk. dalam penelitian berjudul Penetapan Kadar Kurkuminoid dalam Jamu Serbuk Galian Putri yang Mengandung Simplisia Rimpang Kunyit (Curcuma domestica val.) yang Beredar di Kecamatan Ketanggungan [4]. Pada penelitian Gesang Kurniasih dkk. spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer UV-Vis. Hasil pengukuran yang didapatkan hanya sampai pada nilai absorban, sedangkan persentase kadar kurkumin didapatkan dari hasil perhitungan. 1

19 2 Alat ukur kadar kurkumin yang akan dibuat termasuk jenis spektrofotometer sinar tampak. Hal ini dikarenakan pada penelitian ini pengukuran akan dilakukan pada panjang gelombang antara nm yang termasuk dalam daerah sinar tampak. Alat ukur kadar kurkumin ini menggunakan sebuah sumber cahaya polikromatis yang dilewatkan pada sebuah monokromator prisma yang diposisikan secara tetap untuk menghasilkan cahaya monokromatis. Cahaya polikromatis perlu diubah menjadi cahaya monokromatis karena suatu larutan berwarna memerlukan warna tunggal agar penyerapan larutan tersebut dapat maksimal. Warna tunggal yang diserap oleh larutan kunyit adalah warna ungu dari spektrum sinar tampak agar didapatkan warna komplementer larutan kunyit yaitu hijau kekuningan yang mempunyai panjang gelombang berkisar antara nm. Pemilihan warna ungu ini akan dilakukan dengan mengatur posisi celah sempit sehingga didapatkan panjang gelombang yang dikehendaki. Cahaya monokromatis yang sudah dilewatkan pada larutan kunyit kemudian diterima oleh sensor cahaya berupa fototransistor yang kemudian akan dikuatkan dan di-input-kan ke ADC mikrokontroler. Tegangan keluaran fototransistor antara pengukuran tanpa kuvet dengan kuvet berisikan larutan kunyit akan dibandingkan dan dicari selisih tegangannya. Selisih tegangan ini merupakan besar serapan cahaya oleh larutan kunyit yang akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Selanjutnya akan dicari besar kadar kurkumin dalam satuan μg ml dan diubah menjadi persentase kadar kurkumin dalam % b/b. Pengolahan data dilakukan oleh mikrokontroler dan hasilnya akan ditampilkan ke LCD character. 1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma yang dapat mengukur kadar kurkumin sesuai standarisasi yang ditetapkan indutri bagi petani rimpang kunyit. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk membantu dan memudahkan para petani dalam menjual hasil panen kunyit mereka kepada pihak industri. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah dalam penelitian ini adalah: a. Sumber cahaya menggunakan lampu halogen. b. Menggunakan monokromator prisma. c. Hanya digunakan untuk mengukur satu kuvet larutan kunyit.

20 3 d. Sensor cahaya yang digunakan adalah fototransistor. e. Pemrograman mikrokontroler AVR ATMega8535 menggunakan bahasa C. f. Menggunakan LCD character 2x16 untuk menampilkan data hasil pengukuran. g. Menggunakan LED sebagai indikator kerja alat. h. Menggunakan tombol on-off untuk mengaktifkan power supply alat dan melakukan pengukuran tanpa kuvet. i. Menggunakan tombol push-on untuk mengaktifkan sistem pengukuran kuvet yang berisi larutan kunyit. 1.4 Metodologi Penelitian Variabel Penelitian Variabel terikat adalah variabel yang menjadi titik pusat penelitian. Variabel bebas adalah variabel yang diselidiki pengaruhnya terhadap variabel terikat. Variabel terikat pada penelitian ini adalah sistem spektrofotometer dan bagian-bagiannya, sedangkan variabel bebas yang digunakan adalah kadar kurkumin Prosedur Penelitian Langkah-langkah dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: a. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku dan artikel serta referensi dari internet berupa jurnal-jurnal. b. Studi kasus terhadap alat yang telah dibuat sebelumnya. Tahap ini dilakukan guna memahami prinsip kerja dari alat sebelumnya. c. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari dan menentukan komponen-komponen suatu sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan faktor-faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. d. Pembuatan sistem hardware dan software. Berdasarkan Gambar 1.1, sistem akan aktif apabila user menekan tombol on-off. Mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang pertama tanpa adanya kuvet. Kemudian, setelah kuvet larutan kunyit diletakkan dan user menekan tombol pushon, mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang kedua. LED sebagai indikator proses pengukuran yang kedua akan menyala berkedip-kedip. Semua hasil

21 4 pengukuran akan diolah oleh mikrokontroler. LCD character akan menampilkan hasil pengolahan data berupa persentase kadar kurkumin dan beberapa tampilan besaran yang ingin ditampilkan. Sumber Cahaya Polikromatis (Visible) Lensa Cembung Monokromator berbasis prisma Kuvet Tombol push-on Mikrokontroler Pengondisi Sinyal Sensor Cahaya LCD character LED Indikator Tombol on-off Gambar 1.1 Blok Model Perancangan e. Proses pengambilan data. Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara mengambil nilai tegangan yang dikeluarkan oleh sensor fototransistor. Setelah itu, mikrokontroler akan mengolah data tersebut melalui ADC untuk memperoleh data digital sehingga dapat dibaca oleh mikrokontroler. Data tersebut digunakan untuk mengetahui besar perbedaan serapan cahaya oleh larutan kunyit yang selanjutnya dikalibrasi dengan spektrofotometer standar agar diperoleh nilai absorban standarnya. Data serapan yang diperoleh digunakan untuk menghitung kadar konsentrasi kurkumin dalam μg ml dan kemudian diubah dalam bentuk persen berat per berat % b/b. f. Analisa dan kesimpulan hasil perancangan. Analisa data dilakukan dengan mengecek keakuratan data hasil persentase kadar kurkumin yang ditampilkan di LCD character dengan data hasil keluaran perancangan. Data juga dibandingkan dengan data hasil pengukuran pada alat spektrofotometer yang terdapat di Laboratorium Farmasi. Penyimpulan hasil perancangan dilakukan dengan menghitung persentase error yang terjadi.

22 5 1.5 Sistematika Penulisan BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II BAB III BAB IV BAB V DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori yang berkaitan dengan kunyit, prinsip kerja alat ukur kadar larutan, spektrum cahaya, bagian-bagian spektrofotometer, mikrokontroler ATMega8535, LCD character, LED, three-terminal voltage regulator, regresi linear, dan ukuran pemusatan. RANCANGAN PENELITIAN Bab ini berisi tentang perancangan hardware dan perancangan software dalam perancangan tugas akhir ini. HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah dilakukan. KESIMPULAN Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

23 BAB II DASAR TEORI 2.1 Kunyit Kunyit (Curcuma domestica val.) merupakan salah satu tanaman obat potensial penghasil kurkumin. Selain sebagai bahan baku obat, kunyit dapat juga dipakai sebagai bumbu dapur dan zat pewarna alami. Kandungan kurkumin di dalam kunyit berkisar 3 4% [5]. Tiga varietas unggul kunyit yang telah dilepas Balittro memiliki kadar kurkumin cukup tinggi yaitu 8,7%. Kandungan kurkumin dapat diukur pada panjang gelombang 420nm [6]. Berikut ini adalah tabel kisaran kandungan kurkuminoid dari berbagai sampel umur dan asal rimpang: Tabel 2.1. Hasil standarisasi kadar kurkuminoid total dari berbagai bentuk sampel umur dan asal rimpang kunyit [7] No. Bentuk sampel/umur/asal Kisaran (% B/B) II III IIII IV Kunyit segar * Muda (8 bulan) eks Limbangan * Tua (11 bulan) eks Limbangan Kunyit Kering * Muda (8 bulan) eks Limbangan * Tua (11 bulan) eks Limbangan Ekstrak pekat * Eks. Produksi RG 530 A3 (SC = 21.32% b/b) * Eks Risbang RG 610 A (SC = 23.00% b/b) Sediaan jadi Alternatif formula-1 Sediaan - 1 Sediaan - 2 4,323 5,463 5,627 6,648 5,423 5,811 7,799 8,452 7,584 8,484 7,133 9,707 0,158 0,203 0,081 0,106 0,100 0,115 Kadar kurkuminoid rata-rata 5,012 ± 0,374 6,108 ± 0,358 5,609 ± 0,110 8,107 ± 0,186 7,932 ± 0,248 7,936 ± 0,940 0,180 ± 0,017 0,93 ± 0,009 0,108 ± 0, Prinsip Kerja Alat Ukur Kadar Larutan Prinsip kerja pengukuran sampel ditunjukkan dalam Gambar 2.1. Cahaya dengan intensitas I o yang melewati sampel yang mengandung molekul sepanjang b, sebagian 6

24 7 cahaya tersebut akan diserap oleh molekul. Hal ini mengakibatkan intensitasnya turun menjadi I. I o I b Gambar 2.1 Serapan Cahaya oleh Sampel Kedua nilai intensitas cahaya tersebut (I o dan I) diukur dengan photodetektor. Cahaya dengan intensitas Io, setelah melewati penyerap dengan konsentrasi c, sepanjang b, intensitasnya akan turun menjadi I mengikuti hubungan [8], [9]: log ( I o / I ) = b c (2.1) dengan: adalah absorbtivitas molar (L mol -1 cm- 1 ) c adalah konsentrasi larutan (mol L -1 ) b adalah tebal kuvet (cm) Absorbtivitas molar merupakan konstanta yang tergantung pada jenis molekul dan panjang gelombang. Persamaan 2.1 dapat dinyatakan dalam bentuk log ( I o / I ) = A (2.2) dengan A: absorban (serapan) maka persamaan 2.1 menjadi A b c (2.3) 2.3 Spektrum Cahaya Spektrum cahaya adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang tampak oleh mata manusia. Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini disebut sebagai cahaya tampak [10]. Cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah cahaya dengan panjang gelombang nm dan memiliki energi sebesar kj/mol [3]. Warna yang kita lihat diinterpretasikan dalam bentuk spektrum cahaya tampak. Gambar 2.2 adalah gambaran spektrum cahaya tampak dan Tabel 2.2. memuat panjang gelombang masing-masing spektrum warna cahaya tampak serta warna-warna komplementernya.

25 8 Gambar 2.2 Spektrum Sinar Tampak [11] Tabel 2.2. Spektrum warna cahaya tampak dan warna-warna komplementer [3] Panjang gelombang (nm) Warna yang diserap Warna komplementer Ungu Hijau kekuningan Biru Kuning Biru kehijauan Jingga Hijau kebiruan Merah Hijau Ungu kemerahan Hijau kekuningan Ungu Kuning Biru Jingga Biru kehijauan Merah Hijau kebiruan 2.4 Bagian-Bagian Spektrofotometer Lampu Halogen [12] Lampu halogen merupakan salah satu jenis lampu pijar yang di dalamnya tedapat sebuah filamen wolfram yang disegel di dalam sampul transparan kompak yang diisi dengan gas lembam, yaitu gas yang sukar bereaksi secara kimia, semisal helium, argon, kripton, neon, dan xenon. Selain itu, di dalam halogen juga terdapat sedikit unsur halogen seperti iodin atau bromin. Putaran halogen menambah umur bola lampu dan mencegah penggelapan kaca sampul dengan mengangkat serbuk wolfram dari bola lampu bagian dalam kembali ke

26 9 filamen. Lampu halogen dapat mengoperasikan filamennya pada suhu yang lebih tinggi dari lampu pijar biasa tanpa pengurangan umur. Lampu ini memberikan efsiensi yang lebih tinggi dari lampu pijar biasa (10 30 lm/w) dan juga memancarkan cahaya dengan suhu warna yang lebih tinggi. Fungsi halogen dalam lampu untuk membalik reaksi kimia penguapan wolfram dari filamen. Pada lampu pijar biasa, serbuk wolfram biasanya ditimbun pada bola lampu. Putaran halogen menjaga bola lampu bersih dan keluaran cahaya tetap konstan. Pada suhu sedang, halogen bereaksi dengan wolfram yang menguap, halida wolfram (V) bromin yang terbentuk dibawa berputar oleh pengisi gas lembam. Suhu keseluruhan bola lampu harus lebih tinggi daripada lampu pijar biasa untuk membuat reaksi tersebut. Bola lampu harus dibuat dari kuarsa leburan atau gelas dengan titik lebur tinggi seperti alumina. Karena gelas kuarsa sangat kuat, tekanan gas dapat ditingkatkan, sehingga mengurangi laju penguapan filamen. Wolfram yang diuapkan dari bagian filamen yang lebih panas tidak selalu dikembalikan pada tempatnya semula, jadi bagian tertentu dari filamen menjadi sangat tipis. Gambar 2.3 Lampu Halogen Lensa Cembung [13] Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar. Lensa cembung memiliki sifat-sifat sebagai berikut: 1. Sinar-sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan oleh lensa cembung melewati titik fokus.

27 10 2. Sinar-sinar yang datang dari titik fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu utama. 3. Sinar yang melewati pusat lensa (vertex) tidak akan dibiaskan melainkan diteruskan tanpa mengalami pembiasan Prisma [14] Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias I, akan dibiaskan mendekati garis normal sampai pada bidang pembias II, berkas sinar tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal. Pada bidang pembias I, sinar dibiaskan mendekati garis normal, sebab sinar datang dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat yaitu dari udara ke kaca. Sebaliknya pada bidang pembias II, sinar dibiaskan menjahui garis normal, sebab sinar datang dari zat optik rapat ke zat optik kurang rapat yaitu dari kaca ke udara, sehingga seberkas sinar yang melewati sebuah prisma akan mengalami pembelokan arah dari arah semula Sudut Deviasi Gambar 2.4 Pembiasan Cahaya pada Prisma

28 11 Gambar 2.4 menggambarkan seberkas cahaya yang melewati sebuah prisma. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut dalam prisma mengalami dua kali pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk ke prisma dan berkas sinar keluar dari prisma tidak lagi sejajar. Sudut yang dibentuk antara arah sinar datang dengan arah sinar yang meninggalkan prisma disebut sudut deviasi dan diberi lambang D. Besarnya sudut deviasi tergantung pada sudut datangnya sinar. Apabila sudut datangnya sinar diperkecil, maka sudut deviasinya pun akan semakin kecil. Sudut deviasi akan mencapai minimum (Dm) jika sudut datang cahaya ke prisma sama dengan sudut bias cahaya meninggalkan prisma Dispersi Cahaya Dispersi yaitu peristiwa terurainya cahaya putih menjadi cahaya yang berwarnawarni, seperti terjadinya pelangi. Pelangi merupakan peristiwa terurainya cahaya matahari oleh butiran-butiran air hujan. Peristiwa peruraian cahaya ini disebabkan oleh perbedaan indeks bias dari masing-masing cahaya, di mana indeks bias cahaya merah paling kecil, sedangkan cahaya ungu memiliki indeks bias paling besar. Cahaya putih yang dapat terurai menjadi cahaya yang berwarna-warni disebut cahaya polikromatik, sedangkan cahaya tunggal yang tidak bisa diuraikan lagi disebut cahaya monokromatik. Peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih, misalnya cahaya matahari dilewatkan pada suatu prisma seperti pada Gambar 2.5. Gambar 2.5 Dispersi Cahaya oleh Prisma Cahaya polikromatik jika dilewatkan pada prisma akan terurai menjadi warna merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Kumpulan cahaya warna tersebut disebut

29 12 spektrum. Lebar spektrum yang dihasilkan oleh prisma tergantung pada selisih sudut deviasi antara cahaya ungu dan cahaya merah yang disebut dengan sudut dispersi Kuvet Kuvet adalah tempat sampel yang harus terbuat dari bahan yang tembus radiasi pada panjang gelombang yang akan digunakan untuk pengukuran absorbansi. Berikut adalah macam-macam kuvet [3]: 1. Berdasarkan pemakaiannya ada dua macam kuvet a. Kuvet permanen dibuat dari bahan gelas atau leburan silica b. Kuvet dispossable dibuat dari teflon atau plastik 2. Berdasarkan bahannya ada dua macam kuvet a. Kuvet dari silica, dapat dipakai untuk analisis kuantitatif dan kualitatif pada daerah pengukuran nm b. Kuvet dari gelas, dapat dipakai untuk analisis kuantitatif dan kualitatif pada daerah pengukuran nm, karena bahan dari gelas dapat mengabsorpsi radiasi UV 3. Berdasarkan penggunaannya ada dua macam kuvet a. Kuvet bermulut sempit, untuk mengukur kadar zat alam pelarut yang mudah menguap b. Kuvet bermulut lebar, untuk mengukur kadar zat alam pelarut yang tidak mudah menguap Fototransistor Fototransistor merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak (junction) base-collector untuk menerima atau mendeteksi cahaya dengan gain internal yang dapat menghasilkan sinyal analog maupun digital. Fototransistor ini akan mengubah energi cahaya menjadi arus listrik dengan sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan fotodioda, tetapi dengan waktu respon yang secara umum akan lebih lambat daripada fotodioda. Hal ini terjadi karena transistor jenis ini mempunyai kaki basis terbuka untuk menangkap sinar, dan elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini diinjeksikan di bagian basis dan diperkuat di bagian kolektornya. Pada fototransistor yang menggunakan rangkaian aktif rendah, jika kaki basis mendapat sinar, akan timbul tegangan pada basisnya dan akan menyebabkan transistor

30 13 berada pada daerah jenuh (saturasi). Akibatnya tegangan pada kaki kolektor akan sama dengan ground (Vout=0 V). Sebaliknya jika kaki basis tidak mendapat sinar, tidak cukup tegangan untuk membuat transistor jenuh, akibatnya semua arus akan dilewatkan ke keluaran (Vout=Vcc) [15]. Gambar 2.6 Rangkaian Fototransistor [16] Pengondisi Sinyal Pengondisi sinyal adalah sistem elektronika yang bertugas mengkondisikan sinyal dari sensor agar sesuai dengan kebutuhan sinyal untuk mikrokontroler. Tegangan analog maksimal yang dapat diterima mikrokontroler adalah 5 V dan jika lebih dari 5 V akan mengakibatkan mikrokontroler tidak berfungsi dengan baik atau bahkan mengakibatkan kerusakan. Mikrokontroler dapat berkerja dengan baik apabila tegangan analog dari sensor sudah disesuaikan dengan range tegangan yang dapat diterima mikrokontroler yaitu berkisar antara 0 5 V Penguat Non-Inverting Gambar 2.7 Penguat Non-Inverting [17]

31 14 Gambar 2.7 adalah gambar sebuah rangkaian non-inverting. Penguat tersebut dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan non-inverting dari Op-amp. Besar penguatan dari penguat ini dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Vo = 1 + R f R 1 V 1 (2.4) Penguatan tegangan dapat dicari dengan menggunakan rumus: Persamaan 2.5 dapat disederhanakan menjadi: A = V 0 V 1 (2.5) A = 1 + R f R 1 (2.6) Hasil tegangan output non-inverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif IC LM741 IC (Integrated Circuit) LM741 merupakan sebuah IC Op-Amp (Operational Amplifier) yang berfungsi sebagai penguat sinyal. IC 741 memiliki pin yang berjumlah 8 pin dan terdapat dua buah masukan yang berbeda yaitu satu buah masukan inverting dan satu buah masukan non-inverting, serta satu buah keluaran. Pada IC ini juga terdapat dua pin catu daya, satu pin NC (No Connection), dan dua pin offset null. Gambar 2.8 menunjukkan konfigurasi pin IC LM741. Gambar 2.8 Konfigurasi Pin IC LM741 [18]

32 Mikrokontroler ATMega Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega8535 [19] Mikrokontroler ATMega8535 adalah mikrokontroler berjenis RISC 8 bit dengan delapan kilobyte flash memori, high performance dan low power. Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama kali baca / tulis di dalam sistem. Gambar 2.9 menunjukkkan konfigurasi pin dan blok diagram ATMega8535. Gambar 2.9 Konfigurasi Pin ATMega8535 Konfigurasi pin ATMega8535 dapat dijelaskan sebagai berikut: 1. VCC merupakan pin masukan catu daya positif. 2. GND merupakan pin masukan catu daya negatif (ground). 3. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 4. AREF merupakan pin masukan tegangan untuk referensi ADC. 5. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock eksternal. 6. RESET merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler. 7. PORT A merupakan pin saluran I/O dua arah dan pin masukan ADC. 8. PORT B merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer / counter, dan SPI.

33 16 9. PORT C merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer oscillator, dan TWI. 10. PORT D merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial Fitur-Fitur ATMega Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power) 2. Fitur Peripheral a. Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur) dan Mode pembanding b. Satu Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding dan Capture Mode c. Real Time Counter dengan sumber osilator terpisah d. Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC e. Empat saluran Pulse Width Modulation (PWM) f. Terdapat Two Serial Interface g. Programmable serial USART h. Master/Serial SPI Serial Interface i. Programmable Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator j. On-Chip Analog Comparator 3. I/O dan kemasan a. 32 programmable saluran I/O b. 40 pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF 4. Tegangan Kerja a. 2,7 5,5V untuk ATMega8535L b. 4,5 5,5V untuk ATMega Kelas Kecepatan a. 0 8 Mhz untuk ATMega8535L b Mhz untuk ATMega Analog to Digital Converter (ADC) [20] ADC pada AVR ATMega8535 merupakan ADC 10-bit tipe Successive Approximation, yang terhubung ke sebuah multiplekser analog yang akan memilih satu

34 17 dari delapan kanal. Terdapat 8 kanal ADC masing-masing selebar 10 bit. ADC dapat digunakan dengan memberikan masukan tegangan pada port ADC yaitu port A. Dua mode ADC yang dapat digunakan yaitu single conversion dan free running. Pada mode single conversion, pengguna harus mengaktifkan setiap kali ADC akan digunakan, sedangkan pada mode free running, pengguna cukup sekali mengaktifkan, sehingga ADC akan terus mengkonversi tanpa henti. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan) tegangan input ADC, sehingga dalam keadaan konstan selama proses konversi. ADC mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVcc AGND. AVcc tidak boleh berbeda ± 0.3 V dari Vcc. Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital sinyal input: a. Untuk resolusi 10 bit (1024): Kode Digital = Vin 1024 (2.7) Vref b. Untuk resolusi 8 bit (256): Kode Digital = Vin 256 (2.8) Vref 2.6 LCD (Liquid Crystal Display) [21] LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronika seperti kalkulator, multitester digital, jam digital, dan sebagainya. LCD yang digunakan adalah LCD 2x16, lebar display 2 baris 16 kolom, yang mempunyai 16 pin konektor. LCD 2x16 ditunjukkan pada Gambar 2.10 dan fungsi pin LCD 2x16 pada Tabel 2.3. Gambar 2.10 LCD 2x16

35 18 Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD 2x16 Pin Nama Pin Fungsi 1 Vss Ground voltage 2 Vcc +5V 3 VEE Contrast voltage 4 RS 5 R/W 6 E 7 DB0 Data bit ke-0 (LSB) 8 DB1 Data bit ke-1 9 DB2 Data bit ke-2 10 DB3 Data bit ke-3 11 DB4 Data bit ke-4 12 DB5 Data bit ke-5 13 DB6 Data bit ke-6 Register Select 0 = Instruction Register 1 = Data Register Read/Write 0 = write mode 1 = read mode Enable 0 = start to lacht data to LCD character 1 = disable 14 DB7 Data bit ke-7 (MSB) 15 BPL Back Plane Light 16 GND Ground voltage 2.7 LED (Light Emitting Diode) LED merupakan dioda semikonduktor yang memancarkan cahaya karena mekanisme emisi spontan. LED mengubah besaran arus menjadi besaran intensitas cahaya dan karakteristik arus/daya pancar optik memiliki fungsi yang linear. Daya keluaran optik LED adalah -33 dbm s/d -10 dbm. LED memiliki lebar spektral (spectral width) nm pada panjang gelombang 850 nm dan nm pada panjang gelombang 1300 nm [22]. LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. LED akan menyala bila ada arus listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik karena apabila terbalik kutubnya, LED tersebut tidak akan menyala. LED memiliki karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang

36 19 mengalir pada LED, semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA 20mA dan pada tegangan 1,6V 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih dari 20 ma maka LED akan terbakar, sehingga agar LED tidak terbakar perlu digunakan resistor sebagai penghambat arus. Gambar 2.11 LED Tegangan kerja/jatuh tegangan pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan [23]: 1. Infra merah : 1,6 V 2. Merah : 1,8 V 2,1 V 3. Oranye : 2,2 V 4. Kuning : 2,4 V 5. Hijau : 2,6 V 6. Biru : 3,0 V 3,5 V 7. Putih : 3,0 3,6 V 8. Ultraviolet : 3,5 V Berdasarkan hukum Ohm dapat diketahui bahwa V = I R (2.9) dengan V adalah tegangan, I adalah arus listrik, dan R adalah resistor Apabila kita mencari nilai resistor, maka: R = V I R = (V s V d ) I dengan V s adalah tegangan sumber dan V d adalah tegangan kerja LED. (2.10) (2.11) 2.8 Three-Terminal Voltage Regulator Perangkat ini hanya memiliki tiga buah terminal yaitu input, output, dan ground. Tiga contoh dari three-terminal voltage regulator adalah 7805, 7912, dan 317. Regulator

37 dan 7912 berasal dari keluarga 78XX dan 79XX voltage regulator. Regulator 78XX terdiri dari regulator tegangan positif dan regulator 79XX terdiri dari regulator tegangan negatif [24]. Dua angka terakhir adalah tipe angka yang menunjukan tegangan output. Jadi 7805 merupakan regulator 5 volt tegangan positif dan 7912 merupakan regulator 12 volt tegangan negatif. Gambar 2.12 menunjukkan konfigurasi kaki IC regulator seri 78XX dan 79XX. Gambar 2.12 Konfigurasi Kaki IC Regulator (78XX-Positif dan 79XX-Negatif) [25] Berikut adalah beberapa karakteristik dari kedua seri tersebut [23]: 1. Keluaran arus maksimal 1 A 2. Pembatas arus pendek internal 3. Shutdown otomatis saat overheating Rangkaian regulator dengan IC 78XX dan 79XX dapat bekerja jika tegangan V i - nya lebih besar dari tegangan output regulator-nya. Tegangan keluaran dan tegangan minimum yang diperlukan IC regulator seri 78XX dan 79XX masing-masing ditunjukkan pada Tabel 2.4 dan 2.5. Tabel 2.4 Regulator Tegangan Positif Seri 78XX [17] IC part Tegangan keluaran (V) Tegangan masukan minimum (V) , , , , , , , ,1

38 21 Tabel 2.5 Regulator Tegangan Negatif Seri 79XX [17] IC part Tegangan keluaran (V) Tegangan masukan minimum (V) , , , , , , , ,1 Gambar 2.13 memperlihatkan IC 7812 yang terhubung untuk menghasilkan tegangan regulasi +12 volt. Tegangan masukan V i difilter oleh kapasitor C 1 dan dihubungkan ke terminal IN IC. Terminal OUT IC menghasilkan tegangan regulasi +12 volt yang difilter oleh kapasitor C 2. Terminal IC yang ketiga dihubungkan ke ground (GND). Gambar 2.13 Rangkaian Regulator Tegangan +12 volt [17] Nilai kapasitor C1 dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut: dengan: C 1 dalam Farad (F) C 1 = I dc merupakan arus beban dalam Ampere f adalah frekuensi dalam Hz I dc 4 3 f V r (rms) V r (rms) merupakan tegangan ripple rms dalam volt (2.12) di mana V r (rms) dapat dicari dengan menggunakan rumus: V r rms = V r(p p) 2 3 (2.13)

39 22 dengan V r (p p) adalah tegangan ripple peak to peak yang merupakan selisih antara tegangan masukan regulator dengan tegangan masukan minimum IC regulator yang digunakan atau dapat dirumuskan sebagai berikut: V r p p = V m V min (2.14) dengan: V m adalah tegangan masukan regulator dalam volt V min adalah tegangan masukan minimum IC regulator dalam volt Apabila tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian disearahkan menggunakan dioda, nilai V m dicari menggunakan persamaan: V m = V ac 2 1,4 (2.15) dengan V ac merupakan nilai tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan trafo stepdown (volt) dan adanya nilai 1,4 karena menggunakan dioda sebagai penyearah. 2.9 Regresi Linear Secara garis besar, regresi merupakan suatu metode statistik yang biasa digunakan untuk mencari persamaan kurva linear. Terdapat dua rumus utama dalam penentuan garis singgung linear ini yaitu: 1. Pencarian besar slope b [26] Dalam hal ini rumus yang digunakan adalah sebagai berikut: b = N x iy i x i y i N x i 2 x i 2 (2.16) Berdasarkan rumus di atas dapat diterangkan bahwa untuk mencari besarnya nilai slope b maka diperlukan beberapa nilai variabel diantaranya variabel N sebagai banyak data, variabel x i sebagai deretan data pada sumbu x dan variabel y i sebagai deretan data pada sumbu y. 2. Pencarian besar intercept a [26] Rumus umum yang digunakan untuk mencari besar nilai intercept a adalah sebagai berikut: a = y bx (2.17) dengan y merupakan rata-rata dari deretan data pada sumbu y dan x merupakan rata-rata dari deretan data pada sumbu x.

40 23 Sehingga persamaan least squares regression line dapat dicari dengan persamaan berikut: y = bx + a (2.18) dengan a merupakan konstanta intercept, b merupakan slope, y merupakan variabel terikat, x merupakan variabel bebas. Lambang y digunakan untuk membedakan antara nilai ramalan yang dihasilkan garis regresi dengan nilai data y yang sesungguhnya untuk nilai x tertentu Ukuran Pemusatan Nilai tunggal yang mewakili semua data atau kumpulan pengamatan dimana nilai tersebut menunjukkan pusat data disebut ukuran pemusatan. Rata-rata hitung (mean) adalah salah satu ukuran pemusatan yang banyak digunakan. Rata-rata hitung merupakan jumlah dari seluruh nilai data dibagi dengan banyaknya data [26] atau dapat dirumuskan sebagai berikut: x = x 1 + x 2 + x 3 + x x n n (2.19) x = x i n (2.20) dengan x adalah rata-rata hitung, x i merupakan jumlah dari seluruh nilai data, dan n adalah banyaknya data.

41 BAB III RANCANGAN PENELITIAN 3.1 Arsitektur Sistem Perancangan ini terdiri dari dua sistem, yaitu subsistem hardware dan subsistem software. Subsistem hardware terdiri dari rangkaian sensor cahaya, pengondisi sinyal untuk menguatkan keluaran sensor cahaya, minimum sistem untuk mikrokontroler ATMega8535, LCD character, tombol push-on, dan LED indikator, sedangkan untuk subsistem software, berhubungan dengan program yang akan digunakan untuk menjalankan sistem ini. Arsitektur umum dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 3.1. Sumber Cahaya Polikromatis (Visible) Lensa Cembung Monokromator berbasis prisma Kuvet Tombol push-on Mikrokontroler Pengondisi Sinyal Sensor Cahaya LCD character LED Indikator Tombol on-off Gambar 3.1 Arsitektur Umum Penjelasan Sistem Sistem akan diaktifkan dengan menggunakan tombol on-off. Kemudian, sumber cahaya polikromatis berupa lampu halogen yang sudah melewati sebuah celah sempit akan memancarkan berkas cahaya ke lensa cembung untuk difokuskan. Cahaya yang sudah difokuskan oleh lensa cembung akan masuk ke monokromator prisma. Cahaya yang 24

42 25 dikeluarkan dari monokromator prisma berupa cahaya monokromatis. Cahaya ini akan melewati sebuah celah sempit agar sinar dengan panjang gelombang warna ungu saja yang boleh melewati celah. Cahaya monokromatis akan mengenai senyawa yang terletak di dalam kuvet. Suatu cahaya apabila dilewatkan pada suatu bahan maka intensitas cahaya yang diterima oleh fototransistor akan lebih kecil daripada ketika cahaya tersebut langsung diterima oleh fototransistor. Pada awalnya mikrokontroler menerima tegangan dari fototransistor ketika tidak ada kuvet di antara sumber cahaya dan fototransistor. Kemudian larutan yang mengandung kurkumin diletakkan di antara sumber cahaya dan fototransistor. Mikrokontroler akan melakukan pengukuran kedua setelah tombol push-on ditekan dan LED indikator proses pengukuran akan menyala secara berkedip-kedip. Cahaya yang menembus senyawa dalam kuvet akan diterima oleh fototransistor. Tegangan keluaran fototransistor akan dikuatkan oleh pengondisi sinyal. Kemudian tegangan keluaran pengondisi sinyal akan masuk ke ADC mikrokontroler. Perbedaan tegangan antara sebelum dan sesudah diletakkan larutan kunyit inilah yang merupakan nilai absorban yang akan dikalibrasi dengan menggunakan spektrofotometer standar dan didapatkan nilai y. Kemudian, melalui persamaan kurva baku y=bx+a yang didapatkan melalui persamaan 2.18 akan diperoleh variabel a dan b. Pembuatan kurva baku merupakan hal pokok yang akan dipakai untuk menentukan konsentrasi larutan sampel berdasarkan perbandingan penyerapan sinar oleh larutan sampel. Kurva baku ini diukur dengan menggunakan spektrofotometer standar. Nilai b dan a yang diperoleh pada kurva baku tersebut, kemudian disimpan dalam mikrokontroler alat yang akan dibuat. Setelah diperolehnya nilai y dan nilai variabel a dan b, akan diperoleh besar kadar kurkumin pada larutan (x) sesuai persamaan kurva baku. Data-data hasil pengukuran berupa nilai tegangan keluaran pengukuran yang pertama dan kedua, nilai absorban (y), nilai kadar kurkumin (x) dalam μg ml, dan nilai kadar kurkumin dalam persentase (% b/b) akan ditampilkan pada LCD character. Proses Pengukuran Proses pengukuran akan dilakukan dalam dua tahap, yaitu: a. Pengukuran tanpa kuvet. Saat tombol on-off ditekan, sistem akan aktif dan melakukan pengukuran yang pertama dengan kondisi tidak ada kuvet di antara sumber cahaya dan fototransistor.

43 26 Tahap ini berfungsi untuk mendapatkan tegangan keluaran fototransistor yang terbesar. b. Pengukuran larutan kunyit. Saat tombol push-on ditekan, sistem akan melakukan pengukuran yang kedua dengan kondisi kuvet yang sudah diisi oleh larutan kunyit. Tahap ini merupakan tahap terakhir dari proses pengukuran. Tahap ini akan mendapatkan tegangan keluaran fototransistor yang kedua. Semua hasil pengukuran akan ditampilkan pada LCD dan disimpan di dalam mikrokontroler. Setelah itu, dicari absorban/serapan yang merupakan selisih tegangan pengukuran pertama dan kedua. Selisih tegangan ini merupakan besar serapan cahaya yang akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Selanjutnya akan dicari besar kadar kurkumin dan diubah menjadi persentase kadar kurkumin lalu ditampilkan ke LCD character. 3.2 Perancangan Subsistem Hardware Perancangan Mekanik Semua subsistem hardware akan diletakkan pada sebuah kotak dengan ukuran dimensi 40x35x14 cm. Tampilan desain mekanik alat tampak luar, tampak dalam, tampak depan, dan tampak atas masing-masing ditunjukkan pada Gambar 3.2, 3.3, 3.4, dan 3.5. Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat Tampak Luar

44 27 Gambar 3.3 Desain Mekanik Alat Tampak Dalam Gambar 3.4 Desain Mekanik Alat Tampak Depan Gambar 3.5 Desain Mekanik Alat Tampak Atas

45 28 Subsistem hardware yang terdiri dari lampu halogen, lensa cembung, prisma, kuvet, dan fototransistor akan diletakkan sedemikan rupa seperti Gambar 3.5. Jarak antara satu bagian ke bagian yang lain sudah dirancang melalui percobaan agar didapatkan berkas sinar yang diinginkan dan dapat diterima dengan baik oleh fototransistor. Berikut jarak antara satu bagian hardware ke hardware yang lain: a. halogen lensa cembung : 5 cm b. lensa cembung prisma : 7 cm c. prisma kuvet : 10 cm d. kuvet fototransistor : 8 cm Posisi prisma juga akan dibuat tetap dengan kemiringan sebesar 45 o agar dapat dihasilkan berkas sinar yang paling jelas terlihat. Posisi prisma ini didapat berdasarkan percobaan yang telah dilakukan. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan posisi hardware yang telah ditentukan sebelumnya, diperoleh gambaran berkas cahaya yang merupakan alur proses terjadinya perubahan cahaya polikromatis menjadi cahaya monokromatis dan hanya spektrum warna ungu saja yang akan dilewatkan ke kuvet larutan kunyit melalui celah sempit seperti Gambar 3.6. Gambar 3.6 Alur Proses Berkas Cahaya yang Terjadi Perancangan Sensor Cahaya Pada perancangan tugas akhir ini fototransistor tipe BP 103 akan digunakan sebagai sensor cahaya. Fototransistor tipe ini mempunyai kesensitifan untuk menangkap panjang

46 29 gelombang dari rentang 420nm 1130nm [27], sehingga dapat diaplikasikan untuk mengukur kurkumin yang mempunyai rentang panjang gelombang 420nm [6]. Prinsip kerja rangkaian sensor cahaya ini adalah aktif tinggi yaitu apabila cahaya langsung mengenai fototransistor tanpa ada halangan, tegangan keluaran akan sama dengan Vcc. Sebaliknya, jika cahaya tidak mengenai fototransistor, tegangan keluaran akan sama dengan 0 volt. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5 volt. Rangkaian sensor cahaya ditunjukkan pada Gambar 3.7. Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Cahaya Perancangan Pengondisi Sinyal Pengondisi sinyal merupakan suatu rangkaian yang bertugas mengkondisikan keluaran dari fototransistor agar sesuai dengan kebutuhan sinyal untuk mikrokontroler. Hal ini dikarenakan keluaran dari fototransistor cukup kecil sehingga perlu dikuatkan terlebih dulu agar dapat diterima dengan baik oleh mikrokontroler. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan data hasil pengukuran keluaran fototransistor dengan keadaan tanpa kuvet dan kuvet berisikan larutan kurkumin dengan konsentrasi 1 μg ml, 2 μg ml, 3 μg ml, 4 μg ml, dan 5 μg ml. Masing-masing pengukuran terdapat 10 data yang kemudian dirata-rata untuk mendapatkan nilai tegangan keluaran fototransistor yang lebih akurat. Persamaan 2.20 akan digunakan untuk mencari nilai rata-rata pengukuran dengan x adalah nilai tegangan keluaran fototransistor dan

47 30 banyaknya data adalah 10. Hasil pengukuran keluaran fototransistor dengan keadaan tanpa kuvet dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Tegangan keluaran fototransistor tanpa kuvet No. V out fototransistor tanpa kuvet (V) 1 0, , , , , , , , , ,251 x 0,249 Hasil pengukuran keluaran fototransistor dengan keadaan kuvet berisikan larutan kurkumin dengan konsentrasi 1 μg ml, 2 μg ml, 3 μg ml, 4 μg ml, dan 5 μg ml dapat dilihat pada Tabel 3.2. Tabel 3.2 Tegangan keluaran fototransistor dengan larutan kurkumin No. V out fototransistor dengan larutan kurkumin (V) 1 μg ml 2 μg ml 3 μg ml 4 μg ml 5 μg ml 1 0,194 0,178 0,167 0,154 0, ,195 0,179 0,165 0,157 0, , ,168 0,160 0, ,194 0,178 0,167 0,161 0, ,187 0,180 0,168 0,160 0, ,188 0,177 0,171 0,161 0, ,198 0,175 0,173 0,159 0, ,199 0,179 0,174 0,157 0, ,189 0,181 0,166 0,160 0, ,192 0,182 0,167 0,161 0,145 x 0,192 0,179 0,169 0,159 0,144 Grafik hubungan kadar larutan kurkumin (μg ml) dengan rata-rata tegangan keluaran fototransistor ditunjukkan pada Gambar 3.8.

48 V out fototransistor (V) PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 31 0,25 0,2 0,15 0,1 0, μg/ml Gambar 3.8 Grafik Hubungan Kadar Larutan Kurkumin dengan Rata-Rata V out Fototransistor Berdasarkan data pengukuran, diketahui bahwa nilai tegangan keluaran fototransistor tanpa kuvet sebesar 0,249 volt. Tegangan ini akan dikuatkan menjadi 5 volt, sehingga dengan menggunakan persamaan 2.5 didapatkan penguatan tegangan sebesar 20 kali. A = 5 = 20, ,249 Penguatan 20 kali ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai keluaran tegangan pengondisi sinyal yang diinginkan. Hasil perhitungan nilai keluaran pengondisi sinyal dapat dilihat pada Tabel 3.3. Tabel 3.3 Tegangan keluaran pengondisi sinyal No. V out fototransistor (V) V out pengondisi sinyal (V) 1 0,249 5,00 2 0,192 3,84 3 0,179 3,58 4 0,169 3,38 5 0,159 3,18 6 0,144 2,88 Pengondisi sinyal yang akan dirancang menggunakan non-inverting amplifier. Persamaan 2.6 akan digunakan untuk menghitung nilai-nilai resistor yang diperlukan. Berdasarkan data di atas diketahui bahwa nilai penguatan tegangan yang didapat sebesar 20 kali, sehingga 20 = 1 + R f R 1

49 32 R f R 1 = 19 Kemudian dapat ditentukan nilai R 1 = 1 kω dan R f = 19 kω. Nilai R f = 19 kω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 18 kω yang diseri dengan resistor 1 kω. Rangkaian pengondisi sinyal ini ditunjukkan pada Gambar 3.9. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +12 volt dan -12 volt. Gambar 3.9 Rangkaian Pengondisi Sinyal Hasil simulasi Gambar 3.9 dengan V in sebesar 0,192 volt ditunjukkan pada Gambar R1 1k Vin 192m m VC 12 X1 VE -12 Rf2 1k vo 3.84 Rf1 18k m Gambar 3.10 Hasil simulasi V out Pengondisi Sinyal Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 memiliki empat port yang masing-masing memiliki delapan pin. Berdasarkan arsitektur sistem pada Gambar 3.1, dapat ditentukan port input dan port output seperti pada Tabel 3.4.

50 33 Tabel 3.4 Konfigurasi port mikrokontroler yang akan digunakan Fungsi Hardware PORT yang digunakan INPUT Output Pengondisi Sinyal PORTA.0 Tombol Push-On PORTD.0 OUTPUT LCD character 2x16 PORTB.0 PORTB.7 LED Indikator PORTD.1 Gambar 3.11 menunjukkan port input dan port output yang akan dirancang pada sistem mikrokontroler ATMega8535. Gambar 3.11 Port Input dan Port Output yang Akan Dirancang Pada rangkaian 3.11 terdapat tombol push-button yang berfungsi untuk mereset keadaan mikrokontroler. Sistem pada mikrokontroler akan mereset bila pin reset mendapat logika 0. Pin reset dihubungkan dengan resistor (R1) yang terhubung ke VCC dan kapasitor (C3) yang terhubung ke ground.

51 Perancangan LCD Character LCD character akan digunakan untuk menampilkan nilai tegangan keluaran pengukuran yang pertama dan kedua, nilai absorban kedua pengukuran, nilai kadar kurkumin dalam μg ml, dan nilai kadar kurkumin dalam % b/b. LCD yang digunakan adalah LCD 2x16 yang memiliki tipe LMB162AFC. LCD bertipe ini memungkinkan pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika menggunakan jalur data 4 bit, akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur data). Jika menggunakan jalur data 8 bit, akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 8 untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select), dan R/W (Read/Write). Rangkaian LCD character mode 4 bit ditunjukkan pada Gambar Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5 volt. Pengaturan kontras LCD character menggunakan resistor variabel sebesar 10 kω. Gambar 3.12 Rangkaian LCD Character [21] Perancangan Tombol Push-On Tombol push-on akan digunakan sebagai tombol untuk mengaktifkan pengukuran kuvet larutan kunyit. Prinsip kerja rangkaian adalah aktif rendah. Ketika tombol tidak ditekan, output berlogika 1 (HIGH) dan ketika tombol ditekan, output berlogika 0 (LOW). PORTD.0 merupakan port yang dikonfigurasi sebagai input dan internal pull up resistor

52 35 akan diaktifkan yang berarti input IC secara default berlogika satu dan jika tombol ditekan, input akan terhubung langsung dengan ground dan mendapat logika nol. Rangkaian tombol push-on ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.13 Rangkaian Tombol Push-On Perancangan LED Indikator Pada perancangan tugas akhir ini juga akan ditambahkan rangkaian LED sebagai indikator kerja mikrokontroler. LED indikator ini sudah aktif saat tombol on-off ditekan. Akan tetapi, saat tombol push-on ditekan, LED indikator akan menyala secara berkedipkedip sebagai tanda bahwa mikrokontroler sedang melakukan proses pengukuran yang kedua. Setelah itu, LED indikator akan kembali menyala dengan normal. Port yang digunakan untuk menampilkan LED indikator yaitu pada PORTD.1. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5 volt. Perhitungan nilai resistor yang digunakan adalah sebagai berikut: Warna LED yang digunakan adalah hijau yang mempunyai tegangan bias maju sebesar +2,6 volt dan arus yang diperbolehkan antara 10mA 20mA. Persamaan 2.11 akan digunakan untuk mencari nilai resistor, sehingga R = 5 2,6 10 m R = 240 Ω Resistor 240 Ω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 220 Ω. Rangkaian LED indikator ditunjukkan pada Gambar Prinsip kerja rangkaian ini adalah LED akan menyala saat PORTD.1 bernilai 0. Gambar 3.14 Rangkaian LED Indikator

53 Perancangan Catu Daya Catu daya digunakan untuk memberikan suplai tegangan ke seluruh sistem hadware alat. Rangkaian catu daya yang digunakan menghasilkan tegangan catu sebesar +12 volt, -12 volt, dan +5 volt. Rangkaian catu daya memperoleh sumber tegangan dari jala-jala listrik PLN. Tegangan AC 220 volt harus diturunkan terlebih dahulu melalui trafo 2 A. Penurunan tegangan menjadi sekitar 15 volt. Tegangan AC tersebut kemudian disearahkan oleh dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh. Pengatur tegangan yaitu IC LM7812, LM7912, dan LM7805 digunakan untuk menghasilkan tegangan keluaran sebesar +12 volt, -12 volt, dan +5 volt. Rangkaian catu daya +12 volt, -12 volt, dan +5 volt dapat dilihat pada Gambar Nilai kapasitor C 1 dihitung dengan menggunakan persamaan 2.12, dengan I dc sebesar 1 A dan frekuensi 50 Hz. Nilai V r rms dihitung menggunakan persamaan 2.13, V r p p dihitung mengggunakan persamaan 2.14, dan V m dihitung menggunakan persamaan Berikut perhitungan yang dilakukan untuk mencari nilai kapasitor C 1. a. LM7812 V m = ,4 V m = 19,81 V V r p p = 19,81 14,6 V r p p = 5,21 V V r rms = 5, V r rms = 1,50 V C 1 = ,50 C 1 = 1,925 mf C 1 = 1925 μf Kapasitor C μf tidak ada di pasaran, sehingga digunakan kapasitor 2200 μf. b. LM7805 V m = ,4 V m = 19,81 V V r p p = 19,81 7,3 V r p p = 12,51 V

54 37 V r rms = 12, V r rms = 3,61 V C 2 = ,61 C 2 = 0,7997 mf C 2 = 799,7 μf Kapasitor C 2 799,7 μf tidak ada di pasaran, sehingga digunakan kapasitor 1000 μf. Nilai kapasitor C 1 dan C 2 merupakan nilai kapasitor minimum yang dibutuhkan oleh rangkaian regulator yang akan dirancang, sehingga digunakan kapasitor yang lebih besar. Semakin besar nilai kapasitansi C, nilai tegangan ripple juga akan semakin kecil. I-nya 10 ma. Nilai R 1 dihitung menggunakan persamaan 2.11 dengan nilai V d sebesar 3,5 V dan R = 12 3,5 10 m R = 850 Ω Resistor 850 Ω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 820 Ω. Nilai kapasitor C 4 disesuaikan dengan datasheet yaitu sebesar 0,1uF atau 100nF. Gambar 3.15 Rangkaian Catu Daya +5 volt, +12 volt, dan -12 volt 3.3 Perancangan Subsistem Software Pada awalnya nilai a dan b yang merupakan nilai konstanta yang didapat dari persamaan kurva baku dan nilai absorban standar (y) yang diukur menggunakan

55 38 spektrofotometer standar sudah disimpan di dalam mikrokontroler. Program ini akan dijalankan setelah tombol on-off sistem ditekan dan melakukan pengukuran yang pertama. Setelah tombol push-on ditekan, mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang kedua. Nilai kadar kurkumin (x) yang dihitung sudah dalam μg ml. Gambar 3.16 menunjukkan flowchart dari program sistem yang akan dibuat. Mulai A Inisialisasi mikrokontroler: PA = ADC PB = LCD character PD.0 = Tombol push-on PD.1 = LED indikator nilai a dan b yang didapat dari persamaan kurva baku Tampilkan di LCD LED indikator menyala normal Menghitung nilai absorban (y = y1-y2 ) LED indikator menyala normal Ukur tegangan keluaran pengondisi sinyal tanpa kuvet dan simpan sebagai variabel y1 Ubah y tegangan ke y absorban standar Tampilkan di LCD Tampilkan di LCD Menghitung besar kadar kurkumin pada larutan (x) Tombol push-on ditekan? T Tunggu x = y a b LED indikator menyala berkedip-kedip Y Tampilkan di LCD Ukur tegangan keluaran pengondisi sinyal kuvet larutan dan simpan sebagai variabel y2 Ubah x ke % Tampilkan di LCD A Selesai Gambar 3.16 Flowchart Program Utama

56 Perancangan Tampilan LCD Character Tegangan keluaran yang didapatkan dari pengukuran pertama dan kedua akan ditampilkan di LCD character. Setelah itu, LCD akan menampilkan bahwa proses pengukuran sudah selesai dilakukan. Kemudian, LCD akan menampilkan nilai absorban yang merupakan selisih tegangan pengukuran pertama dan kedua. Selain itu, LCD juga akan menampilkan nilai absorban yang sudah dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Terakhir LCD akan menampilkan nilai kadar kurkumin dalam μg ml dan persentasenya. Berikut adalah alur proses tampilan LCD character yang akan dirancang: Teg. keluaran pertama = V % kadar kurkumin = % b/b Pengukuran pertama selesai Kadar Kurkumin = ug ml Masukkan kuvet larutan kunyit Absorban= Absorban= V Teg. keluaran kedua = V Pengukuran kedua selesai Gambar 3.17 Tampilan LCD Character 3.5 Perhitungan Nilai ADC Mikrokontroler ATMega8535 memiliki 8 kanal ADC masing-masing mempunyai resolusi 10 bit. ADC mikrokontroler ATMega8535 terletak di PORTA. ADC yang digunakan pada perancangan ini memiliki tegangan masukan +5 volt yang diambil dari pin

57 40 AVCC dan tegangan referensi +5 volt yang diambil dari pin AREF. Resolusi yang digunakan pada perancangan ini adalah 10 bit. Contoh : Tegangan masukan dari sensor sebesar 2,88 volt, tegangan referensi sebesar 5 volt dan resolusi yang digunakan 10 bit. Nilai ADC yang akan dihasilkan adalah 590. Nilai ADC = Vin Vref 1024 = = 589,

58 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, pembahasan tentang perbagian hardware, hasil pengujian rangkaian, hasil pengambilan data, pembahasan tentang data yang diperoleh, dan pembahasan tentang program yang digunakan di mikrokontroler. Data yang akan dibahas terdiri dari data hasil pengukuran kadar kurkumin dan pengujian tiap bagian hardware. Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh dapat memperlihatkan bahwa hardware atau software yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak. Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan analisis terhadap proses kerja alat yang kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir. 4.1 Gambar Fisik Hardware Subsistem hardware terbagi menjadi dua. Pertama mekanik alat dan kedua subsistem elektronik alat Mekanik Perancangan yang dibuat sedikit berbeda dengan Gambar 3.5. Hal ini dikarenakan rancangan yang dibuat pada Gambar 3.5 belum memperhatikan posisi kesejajaran dan arah pembiasan sinar, sehingga pada pembuatan mekanik alat terjadi perubahan pada posisi kuvet dan sensor cahaya. Gambar arah berkas pembiasan sinar yang terjadi ditunjukkan pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Arah Berkas Pembiasan Sinar 41

59 42 Gambar hasil perancangan alat tampak dalam diperlihatkan pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 Hasil Perancangan Alat Tampak Dalam Keterangan Gambar 4.2: 1. Kipas DC +12 volt 2. Lampu halogen +12 volt 3. Celah sempit 4. Lensa cembung 5. Prisma 6. Dudukan kuvet 7. Sensor penerima cahaya 8. Potensiometer 250 KΩ 9. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler 10. Rangkaian pengondisi sinyal 11. Trafo 2 A 12. Rangkaian catu daya ±12 volt dan +5 volt 13. Tombol pengulangan 14. Tombol push-on 15. Rangkaian LCD character dan LED indikator 16. Rangkaian konektor kipas DC +12 volt 17. Rangkaian konektor lampu halogen +12 volt 18. Catu daya untuk lampu halogen +12 volt

60 43 Perubahan ini menyebabkan tampilan luar alat juga berbeda dengan yang dirancang pada Gambar 3.2. Hasil perancangan tampilan luar alat mengalami perubahan pada posisi LCD, tombol push-on, dan tombol on-off. Selain itu, juga terdapat tambahan tombol pengulangan. Hasil perancangan alat tampak luar diperlihatkan pada Gambar 4.3. Gambar 4.3 Hasil Perancangan Alat Tampak Luar Keterangan Gambar 4.3: 1. Penutup kuvet 2. Tombol on-off 3. Konektor AC 220 volt 4. Tombol pengulangan 5. Tombol push-on 6. LCD character Subsistem Elektronik Subsistem elektronik alat terdiri atas rangkaian sensor cahaya, rangkaian pengondisi sinyal (penguat), rangkaian sistem minimum mikrokontroler, LCD character, LED indikator, dan catu daya. Selain itu, juga terdapat tombol push-on dan ditambah dengan tombol pengulangan. Tombol pengulangan akan digunakan sebagai tombol untuk mengaktifkan pengulangan sistem pengukuran kadar kurkumin dari awal proses pengukuran. Prinsip kerja rangkaian adalah aktif rendah dan PORTD.2 merupakan port yang dikonfigurasi sebagai input dan internal pull up resistor diaktifkan yang berarti input IC secara default berlogika satu dan jika tombol ditekan, input akan terhubung langsung dengan ground dan mendapat logika nol.

61 44 Rangkaian sensor cahaya yang dibuat berbeda dengan yang sudah dirancang pada bab III. Gambar 3.7 memperlihatkan bahwa resistor yang digunakan dibuat tetap sebesar 10 KΩ, namun karena arus yang mengalir pada emitter fototransistor kecil, tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan juga kecil. Pengujian terhadap rangkaian sensor ini pada alat spektrofotometer menghasilkan tegangan keluaran sebesar 25 mv saat kondisi tidak terhalang benda dan 4 mv saat kondisi terhalang benda. Kemudian potensiometer sebesar 250 KΩ digunakan untuk mengatur tingkat kesensitifan fototransistor. Potensiometer kemudian diatur agar tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan hanya sebesar 0,4 volt saja untuk menghindari tingkat noise yang besar. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan besar potensiometer sebesar 85 KΩ dengan tegangan keluaran sebesar 0,4 volt saat kondisi tidak terhalang benda dan 8,2 mv saat kondisi terhalang benda. Rangkaian sensor cahaya ini ditunjukkan pada Gambar 4.4. Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Cahaya Rangkaian pengondisi sinyal (penguat) yang dibuat juga berbeda dengan yang sudah dirancang pada bab III. Tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan setelah menggunakan potensiometer mempunyai rentang antara 0,4 volt 8,2 mv, sehingga agar tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan mempunyai rentang antara 4 volt 0,082 volt, penguatan tegangan dibuat sebesar 10 kali. Pengondisi sinyal yang dirancang menggunakan non-inverting amplifier dengan nilai R 1 = 1 kω dan R f = 9 kω. Nilai R f sebesar 9 kω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 6,8 kω yang diseri dengan resistor 2,2 kω. Rangkaian pengondisi sinyal ditunjukkan pada Gambar 4.5.

62 45 Gambar 4.5 Rangkaian Pengondisi Sinyal Rangkaian sistem minimum mikrokontroler, LCD character, LED indikator, dan catu daya masing-masing ditunjukkan pada Gambar 4.6, 4.7, dan 4.8. Gambar 4.6 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Keterangan Gambar 4.6: 1. Output +5 volt 2. Gnd 3. Port A.0 A.7 4. Port C.0 C.7 5. Port untuk downloader 6. Port B.0 B.7 7. Port D.0 D.7 8. Input +12 volt

63 46 Gambar 4.7 Rangkaian LCD Character dan LED Indikator Gambar 4.8 Rangkaian Catu Daya Keterangan Gambar 4.8: 1. Input trafo 2 A 2. IC LM IC LM IC LM Konektor +12 volt 6. Konektor -12 volt 7. Konektor +5 volt

64 47 Keluaran arus rangkaian ini maksimal 1 A, sehingga hanya digunakan untuk menyuplai rangkaian yang tidak memerlukan kebutuhan arus yang besar seperti fototransistor, pengondisi sinyal, sistem minimum mikrokontroler, dan LCD character. Lampu halogen yang memerlukan kebutuhan arus yang besar menggunakan catu daya water dispenser power supply PCB main controller board electronic cooling water dispensers for drinking trough fountain Sh6429A Sh6429 dengan keluaran catu daya sebesar +12 volt 6 A [28]. Akan tetapi, tegangan keluaran awal rangkaian ini saat diuji hanya sebesar +10,2 volt. Hal ini dikarenakan pada bagian konektor NTC belum terpasang sensor suhu NTC, sehingga digunakan resistor sebesar 10 KΩ untuk menggantikan sensor suhu NTC. Tegangan keluaran yang didapatkan setelah dipasang resistor 10 KΩ menjadi sebesar +12,07 volt. Rangkaian catu daya yang digunakan untuk menyuplai lampu halogen ditunjukkan pada Gambar 4.9. Gambar 4.9 Rangkaian Catu Daya Lampu Halogen [28] 4.2 Proses Pengukuran Proses pengukuran yang dilakukan berbeda dengan yang dirancang pada bab III. Proses pengukuran diawali dengan pengukuran larutan etanol. Hal ini disebabkan kualitas etanol untuk masing-masing pabrik tidak bisa sama, sehingga perlu dilakukan pengukuran untuk mengetahui besar absorban etanol. Setelah itu, proses pengukuran dilanjutkan dengan pengukuran larutan kurkumin untuk menghasilkan kurva baku dan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Proses pengukuran terakhir adalah pengukuran terhadap larutan kunyit. Besar absorban dihitung dengan mencari selisih antara pengukuran larutan etanol dengan pengukuran larutan kurkumin atau kunyit. Pengukuran dilakukan sebanyak lima belas kali dan menggunakan larutan yang mempunyai kondisi yang berbeda. Pengukuran kurva baku menggunakan larutan kurkumin

65 ADC PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 48 yang mempunyai kadar konsentrasi 1 ppm 5 ppm, sedangkan pengukuran larutan kunyit menggunakan sampel kunyit yang berasal dari lima daerah. Proses pengukuran dilakukan dengan cara menjalankan program yang telah dibuat sesuai perancangan Pengukuran Etanol Pengukuran etanol dilakukan untuk menghasilkan nilai tegangan keluaran sensor cahaya yang terbesar. Pengukuran dilakukan dengan cara meletakkan kuvet yang berisikan etanol ke dalam tempat peletakan kuvet. Cahaya monokromatis yang ditembakkan oleh monokromator prisma akan menembus kuvet yang berisikan etanol. Kemudian cahaya diterima oleh sensor cahaya dan dikuatkan oleh pengondisi sinyal. Keluaran pengondisi sinyal dikirim ke mikrokontroler. Data berupa nilai ADC yang sudah dikonversi ke desimal akan ditampilkan pada LCD character. Nilai ADC tersebut akan digunakan pada proses selanjutnya. Pengukuran dilakukan sebanyak lima belas kali dengan menggunakan kuvet yang sama. Hasil pengukuran etanol ditunjukkan pada Gambar Etanol Etanol Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Etanol Berdasarkan Gambar 4.10, hasil pengukuran etanol berada di antara rentang nilai ADC Pengukuran yang dilakukan sebanyak lima belas kali belum bisa menghasilkan nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan dengan kestabilan sistem akan dibahas pada subbab Pengukuran Kurva Baku Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan lima kuvet berisikan larutan kurkumin yang mempunyai lima kadar konsentrasi yang berbeda, yaitu 1 ppm 5 ppm. Pengukuran ini dilakukan untuk mendapatkan kurva baku hasil pengukuran larutan kurkumin. Nilai ADC ditampilkan pada LCD character. Hasil pengukuran kurva baku ditunjukkan pada Gambar 4.11.

66 ADC PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ppm 2 ppm 3 ppm 4 ppm 5 ppm Gambar 4.11 Hasil Pengukuran Kurva Baku Berdasarkan Gambar 4.11, hasil pengukuran kurva baku berada di antara rentang nilai ADC Nilai ADC untuk larutan kurkumin dengan konsentrasi 1 ppm adalah yang terbesar, sedangkan nilai ADC untuk larutan kurkumin dengan konsentrasi 5 ppm adalah yang terkecil. Semakin pekat larutan kurkumin yang digunakan, nilai ADC yang dihasilkan akan semakin kecil. Hal ini berarti, alat ukur hasil perancangan sudah dapat membedakan kadar konsentrasi masing-masing larutan kurkumin yang digunakan. Pengukuran yang dilakukan sebanyak lima belas kali untuk masing-masing larutan kurkumin belum bisa menghasilkan nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan dengan kestabilan sistem akan dibahas pada subbab Pengukuran Larutan Kunyit Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan lima kuvet berisikan larutan kunyit yang berasal dari lima daerah yang berbeda. Pengukuran ini dilakukan untuk mendapatkan besar serapan hasil pengukuran larutan kunyit. Nilai ADC ditampilkan pada LCD character. Hasil pengukuran larutan kunyit ini ditunjukkan pada Gambar Karanganyar Magelang Wonosobo Imogiri Wonogiri Gambar 4.12 Hasil Pengukuran Larutan Kunyit

67 50 Berdasarkan Gambar 4.12, hasil pengukuran larutan kunyit berada di antara rentang nilai ADC Nilai ADC untuk larutan kunyit daerah Wonogiri adalah yang terbesar, sedangkan nilai ADC untuk larutan kurkumin daerah Karanganyar adalah yang terkecil. Hal ini berarti, alat ukur hasil perancangan sudah dapat membedakan kadar konsentrasi masing-masing larutan kunyit yang digunakan. Pengukuran yang dilakukan sebanyak lima belas kali untuk masing-masing larutan kunyit belum bisa menghasilkan nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan dengan kestabilan sistem akan dibahas pada subbab Proses Kalibrasi dengan Spektrofotometer Standar Proses kalibrasi dengan spektrofotometer standar ini dilakukan untuk mendapatkan kurva baku standar larutan kurkumin. Proses kalibrasi diawali dengan menghitung besar absorban yang terjadi antara pengukuran etanol dengan pengukuran larutan kurkumin. Berdasarkan data pengukuran etanol dan larutan kurkumin yang ditunjukkan pada Gambar 4.10 dan 4.11, dapat diketahui ADC rata-rata pengukuran menggunakan persamaan Nilai ADC rata-rata pengukuran etanol dan kurkumin ditunjukkan pada Tabel 4.1. Kemudian, nilai ADC rata-rata dikonversi menjadi nilai tegangan menggunakan persamaan berikut: y = ADC 1024 v ref (4.1) dengan v ref = 4,93 volt. Besar absorban dihitung dengan menggunakan persamaan berikut: y = y 1 y 2 (4.2) dengan y 1 = tegangan pengukuran etanol dan y 2 = tegangan pengukuran kurkumin. Nilai ADC rata-rata yang sudah dikonversi dan hasil perhitungan besar absorban antara pengukuran etanol dengan pengukuran kurkumin menggunakan alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada Tabel 4.1. Tabel 4.1 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan kurkumin No. Larutan ADC Tegangan (volt) Absorban (volt) 1. Etanol 797 3, ppm 779 3,750 0, ppm 754 3,630 0, ppm 737 3,548 0, ppm 718 3,457 0, ppm 696 3,351 0,486

68 Absorban PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 51 Berdasarkan Tabel 4.1, kemudian dibuat grafik hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan kurkumin. Grafik ini akan dijadikan sebagai kurva baku alat ukur hasil perancangan. Grafik kurva baku alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada Gambar Grafik Kurva Baku Alat Ukur 0,600 0,500 0,400 y = 0,097x - 0,001 R² = 0,996 0,300 0,200 0,100 Grafik Kurva Baku Alat Ukur Linear (Grafik Kurva Baku Alat Ukur) 0, ppm Gambar 4.13 Grafik Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan Besar absorban kurva baku larutan kurkumin dengan lima kadar konsentrasi yang berbeda, yaitu 1 ppm 5 ppm menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Besar absorban kurva baku menggunakan spektrofotometer standar No. Larutan Absorban 1. 1 ppm 0, ppm 0, ppm 0, ppm 0, ppm 0,776 Berdasarkan Tabel 4.2, kemudian dibuat grafik besar absorban kurva baku spektrofotometer standar. Grafik ini merupakan grafik kurva baku spektrofotometer standar. Grafik kurva baku spektrofotometer standar ditunjukkan pada Gambar 4.14.

69 Absorban PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI ,8 0,6 0,4 0,2 0 Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar y = 0,147x + 0,031 R² = 0, ppm Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar Linear (Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar) Gambar 4.14 Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar Berdasarkan grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.13 jika dibandingkan dengan grafik pada Gambar 4.14, linearitas yang didapatkan mempunyai selisih yang sedikit atau sekitar 0,002. Kurva baku alat ukur mempunyai linearitas sebesar 0,996, sedangkan kurva baku spektrofotometer standar mempunyai linearitas sebesar 0,998. Nilai error yang terjadi dihitung dengan persamaan sebagai berikut: Error = Standar Hasil Pengukuran Standar x 100% (4.3) Besar error yang terjadi menggunakan persamaan 4.3 adalah 0,2%. Nilai error yang kecil ini menunjukkan bahwa linearitas yang didapatkan pada pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan hampir sama dengan linearitas yang didapatkan pada pengukuran menggunakan spektrofotometer standar, sehingga proses kalibrasi dengan spektrofotometer standar lebih mudah untuk dilakukan. Hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar Absorban kurva baku Absorban kurva baku Alat ukur spektrofotometer standar 0,087 0,175 0,207 0,333 0,284 0,479 0,380 0,606 0,486 0,776

70 Absorban Kurva Baku Spektrofotometer Standar PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI 53 Berdasarkan tabel 4.3, kemudian dibuat grafik hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar. Grafik hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar ditunjukkan pada Gambar ,8 0,6 0,4 0,2 0 y = 1,515x + 0,036 R² = 0,997 0,000 0,200 0,400 0,600 Absorban Kurva Baku Alat Ukur Gambar 4.15 Grafik Hubungan Kalibrasi Antara Absorban Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan dengan Absorban Kurva Baku Spektrofotometer Standar Berdasarkan Gambar 4.15 diperoleh hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar dalam bentuk persamaan: y = 1,515x + 0,036 (4.4) di mana x merupakan nilai absorban alat ukur hasil perancangan dan y merupakan nilai absorban hasil kalibrasi. Persamaan 4.4 kemudian diujikan dengan memasukkan nilai absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan ke dalam x. Hasil pengujian kalibrasi akan ditampilkan pada LCD character dan dibandingkan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar. Besar error yang terjadi antara absorban hasil kalibrasi kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar dihitung dengan persamaan 4.3. Hasil pengujian kalibrasi kurva baku ditunjukkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Hasil pengujian kalibrasi absorban kurva baku alat ukur Absorban kurva baku Absorban kurva baku Absorban hasil Error hasil alat ukur spektrofotometer standar kalibrasi kalibrasi (%) 0,087 0,175 0,168 4,111 0,207 0,333 0,350 4,986 0,284 0,479 0,466 2,660 0,380 0,606 0,612 0,941 0,486 0,776 0,772 0,478

71 54 Tampilan hasil kalibrasi absorban kurva baku alat ukur pada LCD character ditunjukkan pada Gambar Gambar 4.16 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Kurva Baku Alat Ukur Berdasarkan hasil pengujian yang ditunjukkan pada Tabel 4.4, besar nilai error rata-rata hasil kalibrasi yang didapat menggunakan persamaan 2.20 adalah sebesar 2,635%. Nilai error yang didapat cukup kecil, sehingga dapat disimpulkan pengujian kalibrasi yang dilakukan sudah sesuai. Setelah hasil pengujian kalibrasi sudah sesuai, dilakukan perhitungan absorban pengukuran etanol dengan pengukuran kunyit. Perhitungan absorban pengukuran etanol dengan pengukuran larutan kunyit diawali dengan menghitung nilai ADC rata-rata pengukuran pada Gambar 4.10 dan 4.12 menggunakan persamaan Nilai ADC ratarata pengukuran etanol dan kurkumin ditunjukkan pada Tabel 4.5. Kemudian, nilai ADC rata-rata pengukuran dikonversi menjadi nilai tegangan menggunakan persamaan 4.1. Besar absorban dihitung dengan menggunakan persamaan 4.2 dengan y 1 merupakan tegangan pengukuran etanol dan y 2 merupakan tegangan pengukuran kunyit. Nilai ADC rata-rata yang sudah dikonversi dan hasil perhitungan besar absorban antara pengukuran etanol dengan pengukuran larutan kunyit menggunakan alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada Tabel 4.5. Tabel 4.5 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan larutan kunyit No. Daerah ADC Tegangan (volt) Absorban (volt) 1. Etanol 797 3, Karanganyar 723 3,481 0, Magelang 739 3,558 0, Wonosobo 748 3,601 0, Imogiri 768 3,698 0, Wonogiri 775 3,731 0,106

72 55 Setelah besar absorban pada larutan kunyit diketahui, proses kalibrasi dapat dilakukan. Hasil kalibrasi ini akan digunakan untuk proses perhitungan kadar kurkumin. Proses kalibrasi dilakukan dengan menggunakan persamaan 4.4, dengan x merupakan nilai absorban larutan kunyit menggunakan alat ukur hasil perancangan. Hasil pengujian kalibrasi akan ditampilkan pada LCD character. Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit ditunjukkan pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit No. Daerah x y 1. Karanganyar 0,356 0, Magelang 0,279 0, Wonosobo 0,236 0, Imogiri 0,140 0, Wonogiri 0,106 0,197 Tampilan hasil kalibrasi absorban larutan kunyit pada LCD character ditunjukkan pada Gambar Gambar 4.17 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Larutan Kunyit Besar absorban larutan kunyit yang berasal dari lima daerah yang berbeda menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Besar absorban larutan kunyit menggunakan spektrofotometer standar No. Daerah y spektrofotometer standar 1. Karanganyar 0, Magelang 0, Wonosobo 0, Imogiri 0, Wonogiri 0,277

73 56 Perbandingan antara besar absorban larutan kunyit yang didapatkan pada Tabel 4.6 dan Tabel 4.7 ditunjukkan pada Tabel 4.9 dan akan dibahas pada subbab Proses Perhitungan Kadar Kurkumin Perhitungan kadar kurkumin dilakukan setelah proses kalibrasi selesai dilakukan. Nilai kadar kurkumin dihitung dengan persamaan sebagai berikut: x = y a b (4.5) dengan x = kadar kurkumin dalam μg/ml, y = absorban hasil kalibrasi dengan spektrofotometer standar, a dan b didapatkan dari persamaan kurva baku spektrofotometer standar. berikut: Nilai kadar kurkumin dalam persentase (x %) dihitung dengan persamaan sebagai x % = x 0,2 (4.6) dengan x % = persentase kadar kurkumin dalam % b/b, x = kadar kurkumin dalam μg/ml, dan nilai 0,2 didapatkan dari campuran-campuran pelarut yang digunakan untuk larutan kunyit. Persamaan 4.5 dan 4.6 dituliskan ke dalam program. Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin secara manual dan hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dan spektrofometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.8. No. Tabel 4.8 Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin Daerah y Alat ukur x (μg/ ml) a = 0,031 dan b = 0,147 % (% b/ b) Perhitungan manual y x (μg/ ml) % (% b/ b) Spektrofotometer standar x % y (μg/ (% b/ ml) b) 1. Karanganyar 0,575 3,703 0,741 0,575 3,701 0,740 0,703 4,571 0, Magelang 0,459 2,909 0,582 0,459 2,912 0,582 0,656 4,252 0, Wonosobo 0,394 2,466 0,493 0,394 2,469 0,494 0,599 3,864 0, Imogiri 0,248 1,477 0,295 0,248 1,476 0,295 0,343 2,122 0, Wonogiri 0,197 1,126 0,225 0,197 1,129 0,226 0,277 1,673 0,335 Gambar Tampilan hasil perhitungan kadar kurkumin pada LCD character ditunjukkan pada

74 57 Gambar 4.18 Tampilan Hasil Perhitungan Kadar Kurkumin Besar error yang terjadi antara hasil kalibrasi absorban larutan kunyit menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan besar absorban larutan kunyit menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.9. Nilai error dihitung menggunakan persamaan 4.3. Tabel 4.9 Perhitungan error hasil kalibrasi absorban larutan kunyit No. Daerah y hasil kalibrasi y spektrofotometer standar Error (%) 1. Karanganyar 0,575 0,703 18, Magelang 0,459 0,656 30, Wonosobo 0,394 0,599 34, Imogiri 0,248 0,343 27, Wonogiri 0,197 0,277 28,881 Berdasarkan Tabel 4.9, besar error rata-rata hasil kalibrasi larutan kunyit yang didapatkan menggunakan persamaan 2.20 adalah sebesar 27,808%. Nilai error kadar kurkumin (x) dan persentase kadar kurkumin (%) yang terjadi antara alat ukur hasil perancangan dengan perhitungan manual dan spektrofotometer standar dihitung dengan persamaan 4.3 dan ditunjukkan pada Tabel Tabel 4.10 Hasil perhitungan error kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin Error persentase kadar Error x (%) No. Daerah kurkumin (%) Perhitungan manual Spektrofotometer standar Perhitungan manual Spektrofotometer standar 1. Karanganyar 0,054 18,989 0,135 18, Magelang 0,103 31,585 0,000 31, Wonosobo 0,122 36,180 0,202 36, Imogiri 0,068 30,396 0,000 30, Wonogiri 0,266 32,696 0,442 32,836 Rata-rata 0,122 29,969 0,156 29,988

75 58 Berdasarkan Tabel 4.10 besar error rata-rata yang didapatkan antara perhitungan secara manual dengan hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan sangat kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa alat ukur hasil perancangan dapat menampilkan besar nilai kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin sesuai dengan perhitungan secara manual. Akan tetapi, berdasarkan besar error rata-rata yang didapatkan pada Tabel 4.9 dan 4.10 antara hasil pengukuran menggunakan spektrofotometer standar dengan hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan didapatkan nilai error yang cukup besar. Nilai error yang cukup besar ini dikarenakan pengukuran larutan kunyit tidak dilakukan secara bersamaan dengan spektrofotometer standar. Pengukuran kadar kurkumin yang dilakukan spektrofotometer standar menggunakan larutan kunyit yang baru selesai dibuat, sedangkan pengukuran kadar kurkumin oleh alat ukur hasil perancangan dilakukan setelah enam hari sampel diekstrak. Hal ini memungkinkan adanya perubahan pada sampel kunyit dan menyebabkan persen error yang cukup besar antara pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan spektrofotometer standar. Pembuktian terhadap adanya perubahan sampel kunyit dapat dilihat pada Lampiran B. Perbandingan hasil pengukuran kadar kurkumin antara pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan spektrofotometer standar juga dilakukan untuk mengetahui urutan besar kadar kurkumin yang diperoleh dan kadar kurkumin yang sesuai dengan standar industri. Berdasarkan Tabel 4.8 dapat diketahui bahwa urutan besar kadar kurkumin mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil antara alat ukur hasil perancangan dengan spektrofotometer standar sudah sesuai. Selain itu, informasi yang didapat dari pihak Farmasi adalah besar absorban pada kurva baku spektrofotometer standar yang berada di antara 3 ppm 5 ppm, yaitu 0,479 0,776 sesuai dengan standar industri. Hal ini berarti besar absorban pada kurva baku alat ukur hasil perancangan yang berada di antara 3 ppm 5 ppm, yaitu 0,289 0,486 sesuai dengan standar industri. Jika absorban lebih dari 0,486, maka absorban yang didapat sudah di atas standar dan jika absorban kurang dari 0,289, maka absorban yang didapat belum sesuai standar. Berdasarkan Tabel 4.8 dapat diketahui bahwa besar absorban yang didapat pada daerah Karanganyar sebesar 0,575, daerah Magelang sebesar 0,459, dan daerah Wonosobo sebesar 0,394 sudah sesuai dengan standar industri. Persentase kadar kurkumin di dalam kunyit berdasarkan teori pada bab II adalah sebesar 3% 4%. Berdasarkan Tabel 4.8, nilai persentase kadar kurkumin yang didapatkan baik pada alat ukur hasil perancangan dan spektrofotometer standar belum sesuai dengan teori. Hal ini dikarenakan sampel kunyit

76 59 yang digunakan adalah sampel kunyit yang diambil pada saat belum masa panen, sehingga kadar kurkumin yang terkandung di dalamnya masih kurang. Berdasarkan analisa hasil pengujian kadar kurkumin, maka dapat disimpulkan bahwa alat ukur dapat dijalankan sesuai dengan perancangan yang telah dibuat karena sudah dapat melakukan semua proses pengukuran secara berurutan sesuai dengan langkahlangkah proses pengukuran. Akan tetapi, alat ukur ini belum bisa menghasilkan data yang presisi seperti spektrofotometer standar. Besar error rata-rata kadar kurkumin yang didapat sebesar 29,969% dan besar error rata-rata persentase kadar kurkumin yang didapat sebesar 29,988%. Pengujian larutan kunyit dapat dinyatakan berhasil karena nilai serapan yang dihasilkan berbeda untuk masing-masing sampel kunyit. Akan tetapi, nilai serapan yang dihasilkan belum bisa menghasilkan data yang presisi seperti hasil pengukuran menggunakan spektrofotometer standar. Selain itu, alat ukur hasil perancangan juga dapat menghasilkan besar absorban sesuai dengan urutan mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil sesuai dengan spektrofotometer standar, dan menghasilkan besar absorban yang sesuai dengan standar industri. 4.5 Pengujian Hardware Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Pengujian rangkaian sistem minimum mikrokontroler ini dilakukan untuk mengetahui mikrokontroler sudah bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan dengan membuat program untuk menampilkan tulisan pada LCD character dan mendownload program tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. PORTB dijadikan sebagai output untuk menampilkan tulisan ke LCD character. Program yang dituliskan pada software dengan bahasa C adalah sebagai berikut: // Alphanumeric LCD Module functions #asm.equ lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> // Declare your global variables here void main(void) //Program utama { // Declare your local variables here

77 60 // LCD module initialization lcd_init(16); lcd_gotoxy (4,0);lcd_putsf("Alat Ukur"); lcd_gotoxy (1,1);lcd_putsf("Kadar Kurkumin"); delay_ms(2000); lcd_clear(); } Hasil pengujian ditunjukkan pada Gambar Gambar 4.19 Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler Pengujian juga dilakukan dengan membuat program untuk menyalakan LED indikator setelah tombol push-on (warna hijau) ditekan dan men-download program tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. PORTD.0 dijadikan sebagai input dan PORTD.1 dijadikan sebagai output. Program yang dituliskan pada software dengan bahasa C adalah sebagai berikut: #define PD0 PIND.0 //Setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0 void main(void) //Program utama { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port D initialization PORTD=0xFF; //internal pull-up resistor diaktifkan DDRD=0x02; //PORTD.0 dikonfigurasi sebagai input //PORTD.1 dikonfigurasi sebagai output while (1) { PORTD=0b ; //LED pada PORTD.1 mati { if (PD0==0) //Tombol push-on pada PIND.0 ditekan { PORTD=0b ; //LED pada PORTD.1 menyala delay_ms(500); //delay 500 ms } } }; //Akhir looping } //Akhir program utama

78 61 Hasil pengujian ditunjukkan pada Gambar Gambar 4.20 Hasil Pengujian Tombol Push-On dan LED Indikator Berdasarkan Gambar 4.19 dan 4.20, tampak bahwa rangkaian sistem minimum mikrokontroler dapat bekerja dengan baik karena rangkaian ini dapat menampilkan tulisan pada LCD character sesuai dengan yang dituliskan pada program dan menyalakan LED indikator setelah tombol push-on ditekan Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya dan Pengondisi Sinyal Pengujian rangkaian sensor cahaya dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran sensor saat dikenai cahaya warna ungu yang didapatkan dari hasil pendispersian cahaya halogen menggunakan prisma. Kemudian tegangan keluaran sensor dijadikan sebagai input rangkaian pengondisi sinyal dan dilakukan pengukuran tegangan keluaran yang dihasilkan. Hasil pengukuran tegangan keluaran pengondisi sinyal akan dibandingkan dengan hasil perhitungan manual. Tujuan dilakukan perbandingan antara hasil pengukuran dengan hasil perhitungan secara manual adalah untuk menilai sistem sudah berjalan sesuai dengan perancangan atau belum. Nilai error yang terjadi dihitung dengan persamaan sebagai berikut: Error = Hasil Perhitungan Hasil Pengukuran Hasil Perhitungan x 100% (4.7) Hasil pengujian yang dilakukan dicantumkan pada Tabel 4.11.

79 62 Output sensor (V) Tabel 4.11 Hasil pengujian rangkaian sensor dan pengondisi sinyal Tegangan output Error pengondisi sinyal (v) output Besar penguatan Pengukuran Perhitungan pengondisi sinyal (%) Pengukuran Perhitungan 0,05 0,51 0,5 2 10, Error penguatan (%) 0,100 0,99 1,0 1 9, ,200 2,07 2,0 3,5 10, ,5 0,300 3,12 3,0 4 10, ,401 4,13 4,0 3,25 10, Besar nilai penguatan yang berbeda dengan hasil perancangan disebabkan karena terdapat nilai toleransi resistor sekitar 5%. Rata-rata error output pengondisi sinyal jika dihitung dengan menggunakan persamaan 2.20 adalah 2,75%, rata-rata error penguatan adalah 2,70%, dan rata-rata besar penguatan pada pengukuran adalah 10,23 kali atau jika dibulatkan sama dengan 10 kali. Berdasarkan hasil pengujian, data nilai error yang terdapat pada Tabel 4.11 masih dapat ditoleransi oleh sistem. Indikator bahwa nilai error masih dapat ditoleransi adalah pengondisi sinyal sudah berjalan baik karena mampu menghasilkan penguatan tegangan keluaran sensor sesuai dengan perancangan Pengujian Rangkaian Catu Daya Pengujian rangkaian catu daya ini bertujuan untuk mengetahui tegangan keluaran yang dihasilkan dan rangkaian sudah bekerja dengan baik atau belum. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur tegangan keluaran pada pin out IC LM7812, LM7912, dan LM7805, kemudian dibandingkan dengan nilai tegangan pada datasheet. Hasil pengujian rangkaian catu daya ditunjukkan pada Tabel Tabel 4.12 Hasil pengujian rangkaian catu daya Titik uji Data pengamatan Datasheet V out IC LM ,06 (+11,5 V) (+12,5 V) V out IC LM ,03 (-11,5 V) (-12,5 V) V out IC LM ,93 (+4,8 V) (+5,2 V) Berdasarkan Tabel 4.12, tampak bahwa rangkaian catu daya dapat bekerja dengan baik karena nilai tegangan keluaran masing-masing pin out IC berada pada rentang tegangan keluaran IC dalam datasheet.

80 Pengujian ADC Pengujian ADC ini bertujuan untuk mengetahui tegangan keluaran sensor yang dikonversi oleh ADC mikrokontroler sudah sesuai atau belum. Pengujian dilakukan dengan membuat program untuk mengkonversi nilai tegangan analog menjadi data digital, kemudian menampilkan hasil konversi ke LCD character dan men-download program tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. Nilai tegangan analog berasal dari potensiometer 250 KΩ yang diukur menggunakan multimeter digital dan dihubungkan ke ADC channel 0 (PORTA.0). LCD character dihubungkan ke PORTB. Rangkaian pengujian ADC ditunjukkan pada Gambar Gambar 4.21 Rangkaian Pengujian ADC Program yang dituliskan pada software dengan bahasa C adalah sebagai berikut: unsigned int sensor; char lcd_buffer[33]; float vin; // Alphanumeric LCD Module functions #asm.equ lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x00 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion

81 64 ADCSRA =0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA =0x10; return ADCW; } // Declare your global variables here void main(void) { // ADC initialization // ADC Clock frequency: 750,000 khz // ADC Voltage Reference: AREF pin ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84; // LCD module initialization lcd_init(16); while (1) { // Place your code here sensor=read_adc(0); sprintf(lcd_buffer,"adc : %4i",sensor);lcd_gotoxy(0,0);lcd_puts(lcd_buffer); delay_ms(500); }; } Kemudian hasil konversi nilai ADC dibandingkan dengan perhitungan manual. Perhitungan nilai ADC secara manual menggunakan persamaan 2.7 dengan tegangan referensi sebesar +4,93 volt. Nilai error yang terjadi dihitung dengan persamaan 4.7. Hasil pengujian ADC ditunjukkan pada tabel No. Tegangan masukan ADC (V) Tabel 4.13 Hasil pengujian ADC Hasil konversi ADC Pengujian Perhitungan Error hasil konversi ADC (%) 1 0, ,96 2 1, ,48 3 2, , ,16 5 4, ,12 Berdasarkan hasil pengujian, data nilai error yang terdapat pada Tabel 4.11 cukup kecil dan jika dirata-rata menggunakan persamaan 2.20, error yang didapatkan sebesar

82 65 0,344%, sehingga dapat disimpulkan bahwa tegangan keluaran sensor yang dikonversi oleh ADC mikrokontroler sudah sesuai. 4.7 Pengujian Software Pengujian software ini bertujuan untuk memastikan program untuk mengaktifkan pengukuran larutan kunyit yang telah dibuat dapat bekerja sesuai dengan yang telah direncanakan pada bab III. Selain itu, karena adanya tambahan tombol pengulangan, flowchart program juga mengalami penambahan. Setelah persentase kadar kurkumin tertampil di LCD character terdapat pengujian penekanan tombol pengulangan. Proses pengukuran kadar kurkumin akan kembali ke awal proses pengukuran lagi jika tombol pengulangan ditekan. Sebaliknya, jika tombol pengulangan tidak ditekan, maka proses pengukuran kadar kurkumin akan menuju ke bagian akhir program Pengujian Program untuk Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit Program untuk mengaktifkan pengukuran larutan kunyit berisi program untuk memberitahu user memasukkan larutan kunyit dan melakukan penekanan tombol push-on yang disediakan untuk user pada perancangan ini. Tampilan setiap proses awal pengukuran akan ditampilkan di LCD character. Gambar tampilan proses mengaktifkan larutan kunyit ditunjukkan pada Gambar Program di bawah adalah program untuk mengaktifkan pengukuran larutan kunyit: #define PD0 PIND.0 // Alphanumeric LCD Module functions #asm.equ lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> //setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0 // Declare your global variables here aksi(void) //proses awal pengukuran kedua { { lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("masukkan kuvet"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan kunyit"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("setelah itu");

83 66 delay_ms(1500); lcd_clear(); goto ukur_kedua; } ukur_kedua: //proses pengukuran kedua lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("silahkan tekan"); lcd_gotoxy (2,1); lcd_putsf("tombol hijau"); delay_ms(3000); lcd_clear(); { if (PD0==0) // tombol push-on ditekan } } { } else { } void main(void) { lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("tombol hijau"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("teg. keluaran"); lcd_gotoxy (3,1); lcd_putsf("yang kedua"); delay_ms(2000); lcd_clear(); // tombol push-on belum ditekan lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("tombol hijau"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("belum ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); goto ukur_kedua; // Port D initialization PORTD=0xFF; DDRD=0x00; //internal pull-up resistor diaktifkan //PORTD dikonfigurasi sebagai input // LCD module initialization lcd_init(16); while (1) { } }; aksi();

84 67 T (Jika tombol hijau (push-on) belum ditekan) (Jika tombol hijau (push-on) ditekan) Y Gambar 4.22 Tampilan Proses Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit Pengujian Program Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin Program pengulangan mengukur kadar kurkumin berisi program untuk memberitahu user memasukkan kembali larutan etanol dan melakukan penekanan tombol pengulangan yang disediakan untuk user pada perancangan ini. Tampilan setiap proses pengulangan mengukur akan ditampilkan di LCD character. Gambar tampilan proses pengulangan mengukur kadar kurkumin ditunjukkan pada Gambar Program di bawah adalah program untuk mengaktifkan proses pengulangan mengukur kadar kurkumin: #define PD2 PIND.2 // Alphanumeric LCD Module functions #asm.equ lcd_port=0x18 ;PORTB #endasm #include <lcd.h> //setiap kemunculan "PD2" akan diganti dengan PIND.2 ulang(void) //proses pengukuran ulang kadar kurkumin { lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("apakah Anda mau");

85 68 lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("mengukur lagi?"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (4,0); lcd_putsf("jika ya,"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("masukkan kuvet"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan etanol"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("kemudian tekan"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("tombol kuning"); delay_ms(6000); lcd_clear(); if (PD2==0) // tombol pengulangan ditekan { } lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("tombol kuning"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0);lcd_putsf("Teg. keluaran"); lcd_gotoxy (2,1);lcd_putsf("yang pertama"); delay_ms(2000); lcd_clear(); else //tombol pengulangan tidak ditekan { lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("semua pengukuran"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai"); delay_ms(2000); lcd_clear(); lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("terima kasih"); delay_ms(2000); } } void main(void) { // Port D initialization PORTD=0xFF; //internal pull-up resistor diaktifkan DDRD=0x00; //PORTD dikonfigurasi sebagai input // LCD module initialization lcd_init(16); while (1) { ulang(); }; }

86 69 T (Jika tombol kuning (pengulangan) tidak ditekan) Y (Jika tombol kuning (pengulangan) ditekan) Gambar 4.23 Tampilan Proses Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin Berdasarkan Gambar 4.22 dan 4.23, maka dapat disimpulkan bahwa program ini dapat berjalan dengan baik karena sesuai dengan yang sudah dirancang. 4.8 Analisa Stabilitas Sistem Pertama-tama dilakukan pengujian terhadap kestabilitas sistem yang bertujuan untuk mengetahui alat ukur hasil perancangan ini dapat menghasilkan hasil pengukuran yang sama atau tidak, jika dilakukan pengukuran menggunakan etanol dan larutan kunyit dengan keadaan yang sama secara terus menerus. Pengujian ini menggunakan etanol dan larutan kunyit dari daerah Karanganyar. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali dengan keadaan yang sama untuk mendapatkan nilai serapan atau absorban. Hasil pengujian stabilitas alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada Tabel Tabel 4.14 Hasil pengujian nilai absorban untuk stabilitas sistem Larutan Pengujian 1 Pengujian 2 Pengujian 3 ADC (volt) ADC (volt) ADC (volt) Etanol (y 1 ) 830 3, , ,986 Kunyit(y 2 ) 774 3, , ,721 Absorban (y 1 -y 2 ) 56 0, , ,265

87 70 Berdasarkan Tabel 4.14, besar absorban yang dihasilkan dari pengujian 1, pengujian 2, dan pengujian 3 terdapat perbedaan. Ketidakstabilan ini mungkin disebabkan karena tidak stabilnya catu daya lampu halogen yang mempengaruhi besar intensitas cahaya yang diterima oleh sensor cahaya, sehingga dilakukan pengujian terhadap catu daya lampu halogen yang digunakan. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur keluaran catu daya lampu halogen +12 volt menggunakan multimeter digital sebanyak lima kali. Selain itu, pengamatan juga dilakukan terhadap perubahan nilai ADC yang terjadi jika terdapat perubahan keluaran catu daya yang digunakan. Hubungan keluaran catu daya lampu halogen dengan perubahan nilai ADC ditunjukkan pada Tabel Besar error perubahan nilai ADC dihitung dengan persamaan 4.3. Tabel 4.15 Hubungan keluaran catu daya lampu halogen dengan perubahan nilai ADC Pengujian Keluaran catu daya lampu halogen (volt) ADC yang tertampil pada LCD character Perubahan keluaran catu daya lampu halogen Perubahan nilai ADC Error perubahan nilai ADC (%) 1 +11, , ,01 2 0, , ,01 3 0, , ,01 1 0, , ,01 2 0,272 Rata-rata 0,01 2 0,272 Berdasarkan Tabel 4.15, dapat diketahui bahwa rata-rata perubahan keluaran catu daya lampu halogen sebesar 0,01 volt hanya menyebabkan rata-rata perubahan nilai ADC sebesar dua nilai ADC dan error-nya sebesar 0,272%. Besar error yang didapatkan cukup kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa tingkat kestabilan sistem cukup baik. Setelah itu, dilakukan perhitungan terhadap besar error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai ADC pada etanol. Besar error yang terjadi dihitung menggunakan persamaan 4.3. Tabel 4.16 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai ADC etanol Hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan ADC larutan Absorban kunyit ADC etanol Absorban hasil x x % daerah kalibrasi Karanganyar ,356 0,575 3,703 0,741

88 71 Tabel 4.16 (Lanjutan) Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk ADC etanol ADC etanol ADC larutan kunyit daerah Karanganyar perubahan satu nilai ADC etanol Perubahan 1 nilai ADC etanol Absorban Absorban hasil kalibrasi x x % ,361 0,583 3,755 0,751 Error ADC larutan Absorban kunyit Absorban hasil daerah kalibrasi Karanganyar x x % 0,125 % - 1,404 % 1,391 % 1,404 % 1,350 % Perhitungan error persentase kadar kurkumin juga dilakukan untuk perubahan satu nilai ADC larutan kunyit pada daerah Karanganyar. Perhitungan error dihitung menggunakan persamaan 4.3. Tabel 4.17 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai ADC larutan kunyit daerah Karanganyar Hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan ADC larutan Absorban kunyit ADC etanol Absorban hasil x x % daerah kalibrasi Karanganyar ,356 0,575 3,703 0,741 Perubahan 1 nilai ADC larutan kunyit daerah Karanganyar ADC larutan Absorban kunyit ADC etanol Absorban hasil x x % daerah kalibrasi Karanganyar ,351 0,568 3,653 0,731 ADC etanol ADC larutan kunyit daerah Karanganyar Absorban Error Absorban hasil kalibrasi x x % - 0,138 % 1,404 % 1,217 % 1,350 % 1,350 % Berdasarkan Tabel 4.16 dan 4.17 dapat diketahui bahwa besar error yang didapatkan untuk satu perubahan nilai ADC cukup kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa perubahan satu nilai ADC tidak terlalu berpengaruh terhadap hasil akhir

89 72 perhitungan persentase kadar kurkumin dan sistem masih dapat dikatakan stabil. Sistem baru dikatakan tidak stabil apabila perubahan nilai ADC yang terjadi melewati batas rentang kestabilan sistem sehingga tidak mampu membedakan larutan kunyit dan bahkan menyebabkan nilai error persentase kadar kurkumin menjadi besar. Batas rentang ADC yang diperbolehkan agar sistem tetap stabil paling tidak mempunyai error perubahan nilai ADC kurang dari atau sama dengan 0,5% (<= 0,5%). 0,5% = 797 batas_adc 797 x 100% Berdasarkan persamaan di atas, didapatkan bahwa batas rentang ADC yang diperbolehkan adalah: Batas rentang ADC = 797 ± 4 Jadi, dapat disimpulkan bahwa batas kestabilan sistem berada pada rentang atau perubahan nilai ADC yang diperbolehkan mempunyai selisih hanya sebesar 4 nilai ADC saja dari pengukuran yang pertama. Berdasarkan analisis terhadap semua data pengukuran larutan kurkumin dan kunyit dari beberapa daerah dapat diketahui bahwa rentang nilai ADC yang didapatkan masih berada pada batas kestabilan sistem, sehingga dapat disimpulkan bahwa sistem mempunyai tingkat kestabilan yang baik.

90 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil pengujian serta analisis terhadap data yang diperoleh dari hasil penelitian alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma, maka dapat disimpulkan: 1. Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma ini telah bekerja dengan baik karena dapat menjalankan semua proses pengukuran kadar kurkumin. 2. Proses kalibrasi dengan spektrofotometer standar dapat dilakukan secara baik dengan error rata-rata sebesar 2,635%. 3. Alat ukur kadar kurkumin dapat menampilkan besar nilai kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin sesuai perhitungan secara manual dengan error rata-rata kadar kurkumin sebesar 0,122% dan error rata-rata persentase kadar kurkumin sebesar 0,156%. 4. Alat ukur kadar kurkumin yang dibuat belum dapat menghasilkan data yang presisi seperti spektrofotometer standar dengan error rata-rata hasil kalibrasi larutan kunyit sebesar 27,808%, error rata-rata kadar kurkumin sebesar 29,969% dan, error rata-rata persentase kadar kurkumin sebesar 29,988%. 5. Alat ukur kadar kurkumin yang dibuat dapat membedakan nilai absorban untuk masing-masing sampel kunyit sesuai dengan urutan besar absorban sampel kunyit menggunakan spektrofotometer standar. 6. Besarnya nilai error subsistem elektronis yang diperoleh sebagai berikut: a. Rata-rata error output pengondisi sinyal = 2,75% b. Rata-rata error penguatan = 2,70% c. Rata-rata error hasil konversi ADC = 0,344% 7. Sistem mempunyai tingkat kestabilan yang baik karena menghasilkan rentang nilai ADC yang berada pada batas kestabilan sistem. 73

91 Saran Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma ini masih terdapat banyak kekurangan, sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Saran bagi pengembangan aplikasi ini selanjutnya meliputi: 1. Penggunaan lampu halogen yang sesuai dengan spektrofotometer standar agar besar intensitas cahaya yang didapatkan juga lebih baik. 2. Pengukuran kadar kurkumin segera dilakukan setelah ekstrak kunyit dibuat agar tidak adanya perubahan pada kadar kurkumin.

92 DAFTAR PUSTAKA [1] Seminar Nasional Kunyit (Curcuma longa): Tinjauan Filosofis dan Ilmiah, diakses 10 Juni 2012 [2] Wardiyati, T., 2008, Eksplorasi dan Identifikasi Tanaman Temulawak (Curcuma Xanthorhiza Roxb.) dan Kunyit (Curcuma domestica val.) sebagai Bahan Baku Industri Biofarmaka : Laporan Penelitian Hibah Bersaing, katalog/index.php/searchkatalog/byid/54212, diakses 10 Juni 2012 [3] Spektrofotometri, Terlengkap, diakses 10 Juni 2012 [4] Kurniasih, G., Asmiyanti Djaliasrin Djalil, Dwi Hartanti, 2007, Penetapan Kadar Kurkuminoid dalam Jamu Serbuk Galian Putri yang Mengandung Simplisia Rimpang Kunyit (Curcuma domestica val.) yang Beredar di Kecamatan Ketanggungan, diakses 17 Juli 2012 [5] Joe, B., M. Vijaykumar, and B. R. Lokesh, 2004, Biological properties of curcumincellular and molecular mechanisms of action, Critical Review in Food Science and Nutrition 44 (2), hal [6] ASEAN, 1993, Standard of Asean Herbal Medicine, Aksara Buana Printing, Jakarta, p [7] Komarawinata, D., 2006, Budidaya dan Pasca Panen Tanaman Obat untuk Meningkatkan Kadar Bahan Aktif, Makalah pada Seminar Status Teknologi Tanaman Obat dan Aromatik, 13 Desember 2006, 8 hal. [8] Skoog, D.A., Leary, J. L., 1992, Principles of Instrumental Analysis, Saunders College Publishing, Fort Worth. [9] Harris, D.C., 1999, Quantitative Chemical Analysis, W.H. Freeman and Company, New York. [10] Spektrum Elektromagnetik, Chapter%20II.pdf, diakses 14 Juli 2012 [11] Color, diakses 14 Juli 2012 [12] Lampu Halogen, 2009, 75

93 76 39aea9cc96625=53&e0d75b3f94b05c23f3ea53febf73d23c=0a3b36b190030c92ed9ed 66d89a8d917&egepeegepeegepeegepe=171&virtualcorpt=88bba21b36c45300c46f9f1 be02d504b, diakses 20 Juli 2012 [13] Sifat-Sifat Lensa Cembung, mod=script&cmd=bahan%20belajar/materi%20pokok/sma/view&id=200&uniq=39 27, diakses 20 Juli 2012 [14] Suharyanto, Karyono, Dwi Satya P., 2009, Fisika : untuk SMA dan MA Kelas XII, Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. [15] Sistem Sensor Infra Merah, 2008, content&view=article&id=142:sistem-sensor-inframerah&catid=16:mikroprocessor kontroller&itemid=14, diakses 18 Juli 2012 [16] Eko P., Bonanto, Sumardi, ST. MT., Darjat, ST. MT., Perancangan Sistem Monitoring Kecepatan dan Arah Angin Menggunakan Komunikasi ZigBee 2,4 GHz, diakses 30 Juli 2012 [17] Boylestad, Robert L., Louis Nashelsky, 1996, Electronic Devices and Circuit Theory, Prentice Hall, New Jersey. [18] -----, 2001, Datasheet LM741, Fairchild Semiconductor [19] -----, 2006, Datasheet Microcontroler ATMega8535, ATMEL [20] Winoto, A., 2008, Mikrokontroler AVR ATMEGA8/ 32/ 16/ 8535 dan Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WINAVR, Informatika, Bandung. [21] Andrianto, H., 2008, Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA 16 Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Informatika, Bandung. [22] LED (Light Emitting Diode), diakses 18 Juli 2012 [23] LED (Light Emitting Diode), 2011, diakses 18 Juli 2012 [24] Honeycutt, Richard A., 1988, Op Amps and Linear Integrated Circuits, Delmar Publishers Inc., New York. [25] Power Supply (Catu Daya), diakses 02 Agustus 2012 [26] Walpole, Ronald E., 1995, Pengantar Statistika Edisi ke-3, PT. Gramedia Pustaka Utama, Jakarta. [27] -----, Datasheet BP 103, SIEMENS

94 77 [28] Water Dispenser Power Supply PCB Main Controller Board, china.com/showroom/jamiecom/offer-detailvmtmhelvcirf/sell-water-dispenser- Power-Supply-PCB-Main-Controller-Board-Electronic-Cooling-Water-Dispensersfor-Drinking-Trough-Fountain-Sh6429A-Sh6429.html, diakses 18 November 2012

95 LAMPIRAN

96 L1 LAMPIRAN A Data Hasil Pengukuran 1. Hasil Pengukuran Kurva Baku Menggunakan Alat Ukur Hasil Perancangan Etanol No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,832 Rata-rata : 797 3,837 1 ppm No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,750 Rata-rata : 779 3,750

97 L2 2 ppm No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,635 Rata-rata : 754 3,630 3 ppm No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,548 Rata-rata : 737 3,548

98 L3 4 ppm No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,462 Rata-rata : 718 3,457 5 ppm No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,351 Rata-rata : 696 3,351

99 L4 2. Hasil Pengukuran Larutan Kunyit Menggunakan Alat Ukur Hasil Perancangan Karanganyar No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,485 Rata-rata : 723 3,481 Magelang No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,558 Rata-rata : 739 3,558

100 L5 Wonosobo No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,601 Rata-rata : 748 3,601 Imogiri No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,702 Rata-rata : 768 3,698

101 L6 Wonogiri No. ADC Tegangan (volt) , , , , , , , , , , , , , , ,740 Rata-rata : 775 3, Hasil Pengujian Kalibrasi Absorban Kurva Baku Menggunakan Alat Ukur Hasil Perancangan pada LCD Character No. Absorban kurva baku alat ukur Hasil pengujian kalibrasi 1. 0,087 0, ,207 0,350

102 L7 No. Absorban kurva baku alat ukur Hasil pengujian kalibrasi 3. 0,284 0, ,380 0, ,486 0, Tampilan Proses Pengukuran Kadar Kurkumin pada LCD Character Absorban larutan Hasil Kadar % Kadar No. Daerah kunyit kalibrasi kurkumin kurkumin 1. Karanganyar 0,356 0,575 3,703 0, Magelang 0,279 0,459 2,909 0, Wonosobo 0,236 0,394 2,466 0, Imogiri 0,140 0,248 1,477 0, Wonogiri 0,106 0,197 1,126 0,225

103 L8 No. Daerah Tampilan pada LCD Character 1. Karanganyar 2. Magelang 3. Wonosobo

104 L9 No. Daerah Tampilan pada LCD Character 4. Imogiri 5. Wonogiri 5. Hasil Pengujian Catu Daya dengan Multimeter Digital No. Tegangan Tampilan pada multimeter digital volt

105 L10 No. Tegangan Tampilan pada multimeter digital volt volt

106 L11 LAMPIRAN B Data Hasil Pengukuran Ulang Absorban Larutan Kunyit Menggunakan Spektrofotometer Standar Berdasarkan analisa pada bab IV, penyebab persen error yang cukup besar antara pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan spektrofotometer standar adalah adanya perubahan pada sampel kunyit. Pembuktian terhadap sampel kunyit pun dilakukan untuk mengetahui ada atau tidak perubahan terhadap nilai absorban larutan kunyit. Pembuktian dilakukan dengan menggunakan larutan kunyit yang berasal dari daerah Karanganyar. Sampel kunyit ini berbeda dengan yang digunakan untuk pengukuran pada bab IV. Nilai absorban larutan kunyit yang didapat pada pengukuran yang pertama pada tanggal 05 Desember 2012 menggunakan spektrofotometer standar dengan panjang gelombang 422nm adalah sebesar 0,379 Abs. Data hasil pengukuran larutan kunyit yang pertama ini dapat dilihat pada L12. Setelah itu, larutan kunyit dibiarkan terbuka pada tanggal 01 Januari 2013 sampai dengan tanggal 03 Januari Jadi, selama dua hari larutan dibiarkan terbuka. Nilai absorban larutan kunyit yang didapat pada pengukuran yang kedua pada tanggal 03 Januari 2013 menggunakan spektrofotometer standar dengan panjang gelombang 422nm adalah sebesar 0,334 Abs. Hasil yang didapat mempunyai selisih sebesar 0,045 Abs dari pengukuran yang pertama. Data hasil pengukuran larutan kunyit yang kedua ini dapat dilihat pada L13. Hasil pengukuran ini membuktikan bahwa sampel larutan kunyit yang digunakan untuk pengukuran pada bab IV mengalami perubahan disebabkan karena larutan kunyit yang dibiarkan terbuka terpengaruh oleh keadaan lingkungan sekitar. Beberapa penanganan terhadap larutan kunyit yang seharusnya dilakukan adalah melapisi botol larutan kunyit yang digunakan menggunakan kertas aluminium foil agar terhindar dari sinar matahari secara langsung. Kemudian, kuvet yang digunakan juga hanya digunakan untuk satu kali pengukuran. Pengukuran larutan kunyit selanjutnya harus menggunakan kuvet yang baru.

107 L12 Data hasil pengukuran larutan kunyit yang pertama dari daerah Karanganyar:

108 L13 Data hasil pengukuran larutan kunyit yang kedua dari daerah Karanganyar:

109 L14 LAMPIRAN C Petunjuk Penggunaan Alat Ukur Kadar Kurkumin 7 Keterangan Gambar: 1. Penutup kuvet 4. Tombol pengulangan (kuning) 7. Tombol reset 2. Tombol on-off 5. Tombol push-on (hijau) 3. Konektor AC 220 volt 6. LCD character Proses Pengukuran 1. Pengukuran Etanol a. Pastikan bahwa kabel yang dihubungkan ke konektor AC 220 volt sudah terpasang dengan baik. b. Masukkan kuvet yang sudah diisi etanol terlebih dahulu melalui lubang penutup kuvet dan tempatkan pada dudukan kuvet yang sudah dirancang. c. Tekan tombol on-off. d. Alat ukur kadar kurkumin akan langsung mengukur besar serapan cahaya pada etanol, kemudian menampilkan data berupa nilai ADC dan tegangan yang pertama. e. Proses pengukuran etanol selesai. 2. Pengukuran Larutan Kunyit a. Sistem kemudian akan meminta user untuk memasukkan kuvet yang diisi larutan kunyit. b. User harus segera mengganti kuvet etanol dengan kuvet larutan kunyit melalui lubang penutup kuvet dan menempatkannya pada dudukan kuvet. c. Tekan tombol berwarna hijau selama beberapa detik sampai sistem memberitahu user bahwa tombol hijau telah ditekan.

110 L15 d. Sistem akan menampilkan data berupa nilai ADC dan tegangan yang kedua, besar absorban antara tegangan yang pertama dan yang kedua, absorban yang sudah dikalibrasi dengan spektrofotometer standar, nilai kadar kurkumin, dan persentase kadar kurkumin. e. Proses pengukuran larutan kunyit selesai. 3. Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin a. Sistem kemudian akan menanyakan user apakah mau mengulang pengukuran kadar kurkumin lagi atau tidak. Jika ya, user akan diminta memasukkan kuvet etanol. Kemudian tekan tombol berwarna kuning selama beberapa detik. Sistem akan kembali mengulangi proses pengukuran pada poin 1 dan 2. Jika tidak, user tidak perlu menekan tombol apapun. Sistem akan memberitahu user bahwa semua pengukuran telah selesai dilakukan. b. Apabila sistem sudah memberitahu user bahwa semua pengukuran telah selesai dilakukan, user tidak dapat mengukur kadar kurkumin lagi walaupun tombol berwarna kuning sudah ditekan. User hanya perlu menekan tombol reset yang terdapat pada mikrokontoler alat ukur. Sistem akan kembali mengulangi proses pengukuran pada poin 1 dan 2. Catatan : a. Kuvet yang digunakan adalah kuvet berbahan plastik yang hanya bisa digunakan untuk satu kali pengukuran larutan saja. b. Kuvet mempunyai permukaan yang halus dan kasar, tetapi permukaan kuvet yang halus saja yang digunakan dalam pengukuran. Pastikan bahwa permukaan kuvet yang dikenai oleh cahaya adalah bagian permukaan kuvet yang halus. Bagian permukaan kuvet yang kasar Tanda bagian permukaan kuvet yang halus c. Pastikan juga bahwa kuvet yang digunakan dalam keadaan bersih.

111 L16 LAMPIRAN D Rangkaian Lengkap Perancangan Alat Ukur Kadar Kurkumin Menggunakan Monokromator Prisma

112 L17 LAMPIRAN E Listing Program Mikrokontroler /***************************************************** This program was produced by the CodeWizardAVR V Standard Automatic Program Generator Copyright Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. Project : Version : Date : 11/10/2012 Author : Ferry Company : USD Comments : Chip type : ATmega8535 Program type : Application Clock frequency : 12, MHz Memory model : Small External SRAM size : 0 Data Stack size : 128 *****************************************************/ #include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include <math.h> #include <delay.h> #define PD0 PIND.0 //setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0 #define PD2 PIND.2 //setiap kemunculan "PD2" akan diganti dengan PIND.2 char lcd_buffer[33]; unsigned int nilaiadc, i; float vin1, vin2, Y1, Y2, absorban, Y, X, P; const float v= ; const float a =0.031; const float b=0.147; const float m=1.515; const float c=0.036; // Alphanumeric LCD Module functions #asm.equ lcd_port=0x18; PORTB #endasm #include <lcd.h> #define ADC_VREF_TYPE 0x00

113 L18 // Read the AD conversion result unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) { ADMUX=adc_input (ADC_VREF_TYPE & 0xff); // Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage delay_us(10); // Start the AD conversion ADCSRA =0x40; // Wait for the AD conversion to complete while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA =0x10; return ADCW; } // Declare your global variables here unsigned int BACA_adc(char loop, char adc_ke) { unsigned int hasil=0, tmp; float rata=0; unsigned char x; for (x=0; x<loop; x++) { tmp = read_adc(adc_ke); hasil = tmp + hasil; delay_ms(1); } rata = hasil / loop; return floor(rata); // pembulatan ke bawah } ukur (void) { { goto ADC_pertama; } ADC_pertama: { { //pengukuran ADC dan tegangan yang pertama lcd_gotoxy (1,0);lcd_putsf("Teg. keluaran"); lcd_gotoxy (2,1);lcd_putsf("yang pertama"); delay_ms(2000); lcd_clear(); nilaiadc = BACA_adc(100, 0); // loop 100 kali yang di baca ADC PORTA.0 vin1=(nilaiadc*v); //vin1=(nilaiadc)*(4,89/1024)); sprintf(lcd_buffer,"adc1:%4i",nilaiadc);lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(lcd_buffer); sprintf(lcd_buffer,"teg.1 : %0.3f V",vin1);lcd_gotoxy(0,1);lcd_puts(lcd_buffer);

114 L19 } delay_ms(2000); lcd_clear(); lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("pengukuran yang"); lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("pertama selesai "); delay_ms(2000); lcd_clear(); goto aksi; aksi: { { //proses awal pengukuran kedua lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("masukkan kuvet"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan kunyit"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("setelah itu"); delay_ms(1500); lcd_clear(); goto ukur_kedua; } ukur_kedua: lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("silahkan tekan"); lcd_gotoxy (2,1); lcd_putsf("tombol hijau"); delay_ms(3000); lcd_clear(); { PORTD=0b ; if (PD0==0) { //proses pengukuran kedua //tombol push-on ditekan { lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("tombol hijau"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("teg. keluaran"); lcd_gotoxy (3,1); lcd_putsf("yang kedua"); delay_ms(2000); for (i=0;i<7;i++) { PORTD=0b ; delay_ms(200); PORTD=0b ; delay_ms(200); } lcd_clear(); goto ADC_kedua; }

115 L20 ADC_kedua: //pengukuran ADC dan tegangan yang kedua { nilaiadc = BACA_adc(100, 0); // loop 100 kali yang di baca ADC PORTA.0 vin2=(nilaiadc *v); //vin2=(nilaiadc*(4,89/1024)); sprintf(lcd_buffer,"adc2:%4i",nilaiadc);lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(lcd_buffer); sprintf(lcd_buffer,"teg.2 : %0.3f V",vin2);lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(lcd_buffer); delay_ms(2000); lcd_clear(); lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("pengukuran yang"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("kedua selesai"); delay_ms(2000); lcd_clear(); goto serapan; } serapan: { Y1=vin1; //nilai tegangan pengukuran pertama Y2=vin2; //nilai tegangan pengukuran kedua absorban=y1-y2; //proses perhitungan nilai absorban sprintf(lcd_buffer,"absorban:%0.3f V",absorban);lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(lcd_buffer); delay_ms(1000); goto kalibrasi; } kalibrasi: //proses kalibrasi { Y=m*absorban+c; goto nilai_kadar; } nilai_kadar: { sprintf(lcd_buffer,"standar:%0.3f",y);lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(lcd_buffer); delay_ms(3000); lcd_clear(); X=((Y-a)/b); //nilai kadar kurkumin lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("kadar Kurkumin"); sprintf(lcd_buffer,"%0.3f ug/ml",x);lcd_gotoxy(2,1);lcd_puts(lcd_buffer); delay_ms(3000); lcd_clear(); goto persen_kadar; } persen_kadar: { lcd_clear(); P=X*0.2; //nilai persen kadar kurkumin

116 L21 lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("% Kadar Kurkumin"); sprintf(lcd_buffer,"%0.3f",p);lcd_gotoxy(2,1);lcd_puts(lcd_buffer); lcd_gotoxy(10,1);lcd_putsf("% b/b"); delay_ms(3000); lcd_clear(); lcd_gotoxy (3,0); lcd_putsf("pengukuran"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai"); delay_ms(2000); goto ulang; } ulang: { lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("apakah Anda mau"); lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("mengukur lagi?"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (4,0); lcd_putsf("jika ya,"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("masukkan kuvet"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan etanol"); delay_ms(1500); lcd_clear(); lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("kemudian tekan"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("tombol kuning"); delay_ms(6000); lcd_clear(); if (PD2==0) //jika tombol pengulangan ditekan { lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("tombol kuning"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); ukur(); } else //jika tombol pengulangan tidak ditekan { goto selesai; } } selesai: { lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("semua pengukuran"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai"); delay_ms(2000); lcd_clear(); lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("terima kasih"); delay_ms(2000); }

117 L22 } } } } } else { } //tombol push-on belum ditekan lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("tombol hijau"); lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("belum ditekan"); delay_ms(1500); lcd_clear(); goto ukur_kedua; void main(void) { // Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00; DDRA=0x00; // Port B initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTB=0x00; DDRB=0x00; // Port C initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00; DDRC=0x00; // Port D initialization // Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0xFF; DDRD=0x02; // Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC0 output: Disconnected

118 L23 TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; // Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=ffffh // OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off // Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: Off // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; // Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=ffh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; // External Interrupt(s) initialization // INT0: Off // INT1: Off // INT2: Off MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; // Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x00; // Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off // Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80; SFIOR=0x00;

119 L24 // ADC initialization // ADC Clock frequency: 750,000 khz // ADC Voltage Reference: AREF pin // ADC High Speed Mode: Off // ADC Auto Trigger Source: None ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0x84; // LCD module initialization lcd_init(16); lcd_gotoxy (4,0);lcd_putsf("Alat Ukur"); lcd_gotoxy (1,1);lcd_putsf("Kadar Kurkumin"); delay_ms(6000); lcd_clear(); while (1) { // Place your code here ukur(); //proses pengukuran pertama goto out; } out: }

120 L25

121 L26

122 L27

123 L28

124 L29

125 L30

126 L31

127 L32

128 L33

129 L34

130 L35

131 L36

132 L37

133 L38

134 L39

135 L40

136 L41

137 L42