ALAT UJI KELAYAKAN AIR MINUM DENGAN PENGATUR OTOMATIS PADA PENGISIAN AIR MINUM ISI ULANG Oleh Danus Indra Bayu NIM: 612006008 FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA JL. DIPONEGORO 52 60 SALATIGA 50711
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA : Danus Indra Bayu NIM : 612006008 JUDUL SKRIPSI :Alat Uji Kelayakan Air Minum dengan Pengatur Otomatis pada Pengisian Air Minum Isi Ulang Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku. Salatiga, Desember 2013 Materai Rp, 6000,TandaBayu Tangan Danus Indra
ALAT UJI KELAYAKAN AIR MINUM DENGAN PENGATUR OTOMATIS PADA PENGISIAN AIR MINUM ISI ULANG Oleh Danus Indra Bayu NIM : 612006008 Skripsi ini telah diterima dan disahkan Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik dalam Konsentrasi Teknik Elektronika Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Disahkan oleh : Pembimbing I Pembimbing II Daniel Santoso, M.S. Tanggal : Tanggal : Ir. F Dalu Setiaji, M.T
INTISARI Pada skripsi ini dirancang dan direalisasikan suatu alat penguji kualitas air secara otomatis berdasarkan kandungan mineral dengan metode elektrokimia. Proses pengujian kualitas air dilakukan berdasarkan nilai konduktivitas dari air yang akan diproses menjadi air minum. Dalam perancangan, alat terdiri dari mikrokontroler sebagai pengatur water valve yang terhubung pada saluran proses pemurnian air dan sepasang karbon sebagai elektroda untuk mengukur tingkat konduktivitas air. Nilai konduktivitas air diukur dari besar tegangan yang dapat diteruskan oleh air. Untuk mengetahui nilai tegangan yang diteruskan dipergunakan dua buah resistor yang dipasangkan secara seri terhadap salah satu elektroda dan elektroda yang lain dihubungkan terhadap sumber tegangan. Alat yang direalisasikan mempunyai jangkauan pengukuran nilai TDS air dari 0 ppm sampai 200 ppm. Alat yang direalisasikan dapat mengukur secara otomatis dan memiliki tiga menu utama yaitu pengukuran satu kali, pengukuran berkala dan kalibrasi. Selain itu alat yang direalisasikan memiliki ralat pengukuran maksimum 2,67% dari TDS-3 keluaran HM sebagai alat pembanding. Waktu yang diperlukan alat yang dirancang 1 menit 35 detik dalam satu kali pengukuran. Alat yang dirancang menggunakan LCD character sebagai penampil menu utama dan hasil pengukuran.
ABSTRACT In this paper designed and realized a water quality tester automatically based on the mineral content by electrochemical methods. Water quality testing process conducted by the value of the conductivity of the water to be processed into drinking water. In the design, the tool consists of a microcontroller as the water regulator valve connected to canal water purification process and a pair of carbon as electrodes to measure the conductivity of water. Water conductivity values measured from the large voltages that can be transmitted by water. To determine the value of the voltage that passed used paired two resistors in series to one electrode and the other electrode is connected to a voltage source. The instrument has a measurement range realized water TDS value of 0 ppm to 200 ppm. Tools that can be realized automatically measure and has three main menus one measurement, periodic measurement and calibration. Additionally tool has realized the maximum measurement error of 2.67 % of the HM TDS - 3 as the comparator output. The time required tools designed 1 minute 35 seconds in a single measurement. A tool designed to use as a character LCD viewer main menu and results measurement.
KATA PENGANTAR Puji syukur dan terima kasih penulis haturkan kepada Tuhan Yesus Kristus Yang Maha Pengasih dan Penyayang sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna. Terselesaikannya skripsi ini tidak lepas dari berkat, semangat, doa, bimbingan, nasihat, dan dukungan, serta bantuan dari berbagai pihak, baik selama melakukan penelitian maupun di dalam pembuatan skripsi. Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Daniel Santoso, M.S., selaku pembimbing pertama yang telah banyak memberikan saran, dan solusi selama penelitian dan penulisan skripsi ini. 2. Ir. F. Dalu Setiaji, M.T., selaku pembimbing kedua yang telah banyak memberikan nasehat, masukan dan saran selama penelitian dan penulisan skripsi ini. 3. Dr. Iwan Setiawan, selaku Dekan Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. 4. Bapak dan ibu staf pengajar yang telah membekali penulis dalam perkuliahan dari awal semester hingga akhir perkuliahan. Ucapan terima kasih untuk staf TU yang telah banyak membantu penulis. 5. Bapak dan Ibu yang telah memberikan doa, nasehat, dukungan, serta bantuannya selama proses pembuatan skripsi. 6. Adikku, Markus Indra Setiawan yang telah memberikan dukungan, bantuan dan doa selama skripsi. 7. Putri yang senantiasa membantu dalam pembelajaran materi kimia. 8. Teman teman elektro dari semua angkatan yang tak dapat penulis sebut satu per satu, terima kasih buat kekompakan kalian, persahabatan kita akan selalu terkenang selamanya.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam menyelesaikan skripsi ini, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Apabila terdapat banyak kesalahan dalam proses penyelesaian skripsi ini, penulis mohon maaf yang sebesar-besarnya. Salatiga, November 2013 Penulis
DAFTAR ISI INTISARI.... i ABSTRACT.... KATA PENGANTAR... ii iii DAFTAR ISI... 8 DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL...... ix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1. Latar Belakang Masalah... 1 1.2. Tujuan... 4 1.3. Spesifikasi Alat... 4 1.4. Sistematika Penulisan... 5 BAB II DASAR TEORI... 6 2.1. Konduktivitas Listrik Air... 6 2.2. Pembagi Tegangan... 7 2.3. Mikrokontroler ATmega32... 8 2.4. DC Solenoid Water Valve... 9 2.6. DC Water Pump... 10 2.7. Water Flow Sensor... 11 BAB III PERANCANGAN ALAT... 12 3.1. Perancangan Perangkat Keras... 12 3.1.1. Modul Elektroda... 13 3.1.2. Sensor Pembagi Tegangan... 15 3.1.3. Modul Mikrokontrol... 16 3.1.4. Driver Solenoid... 18
3.1.5. Box Kontrol dan box Sampel... 19 3.2. Perancangan Perangkat Lunak... 26 3.2.1. Penjelasan Flowcart mikrokontroler... 27 BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS... 28 4.1. Pengujian Konduktivitas Spesifik Air... 28 4.1.1. Pengukuran dengan Alata yang Dibuat... 28 4.1.1. Perhitungan Matematis Nilai Tegangan Air... 32 4.1.1. Perhitungan Matematis Nilai Tegangan Air... 32 4.1.1. Perhitungan Matematis Nilai Tegangan Air... 32 4.2. Pengujian Alat yang Dibuat... 35 4.3. Pengukuran Resolusi Realisasi Alat... 45 4.4. Pengujian Lama Proses Pengukuran... 47 4.4. Spesifikasi realisasi alat yang telah terpenuhi... 48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 49 5.1. Kesimpulan... 49 5.2. Saran Pengembangan... 50 DAFTAR PUSTAKA... 51
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Proses pengisian ulang air minum galon... 2 Gambar 1.2 Alat Reverse Osmosis dan Alat untuk proses Ultra Violet... 3 Gambar 1.3 Proses penyaringan pada alat Reverse Osmosis.... 3 Gambar 2.1 Rangkaian pembagi tegangan... 7 Gambar 2.2 Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535... 8 Gambar 2.3 DC Solenoid Water Valve... 9 Gambar 2.4 DC Water Pump... 10 Gambar 2.5 Watre Flow Sensor... 11 Gambar 3.1 Gambaran Sistem Alat... 13 Gambar 3.2 Elektroda dari karbon... 14 Gambar 3.3 Schematic pembagi tegangan... 15 Gambar 3.4 Board Mikrokontrol AVR 8535... 17 Gambar 3.5 Schematic driver.... 19 Gambar 3.6 Box Kontrol.... 20 Gambar 3.7 Box sampel.... 21 Gambar 3.8 Saluran dengan Water Valve.... 22 Gambar 3.9 Water Flow Sensor.... 23 Gambar 3.10 Tampilan awal pada alat yang dibuat.... 24 Gambar 3.11 Tampilan menu pada LCD.... 25 Gambar 3.12 Tampilan LCD saat pengambilan air sample.... 25 Gambar 3.13 Tampilan LCD saat mulai mengukur.... 25 Gambar 3.14 Saat menampilkan nilai TDS air sample pada LCD.... 25 Gambar 3.15 Flowcart mikrokontroler.... 26 Gambar 4.1 Rangkaian pembagi tegangan sebagai sensor tegangan.... 31 Gambar 4.2 Grafik nilai tegangan air terhadap perubahan TDS air.... 32 Gambar 4.3 Grafik hasil perhitungan tegangan air berdasarkan nilai TDS.... 33 Gambar 4.4 Air dengan nilai TDS 193 ppm.... 35 Gambar 4.5 Rangkaian pembagi tegangan sebagai sensor tegangan.... 37
Gambar 4.6 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air.... 40 Gambar 4.7 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air dari 11 ppm sampai 33 ppm.... 41 Gambar 4.8 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air dari 33 ppm sampai 77 ppm.... 41 Gambar 4.9 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air dari 77 ppm sampai 153 ppm.... 41 Gambar 4.10 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air dari 153 ppm sampai 192 ppm.... 41 Gambar 4.11 Grafik nilai tegangan terhadap nilai TDS air dari 192 ppm sampai 215 ppm.... 42 Gambar 4.12 Grafik perubahan tegangan pada sample air bernilai TDS 20 ppm.... 47 Gambar 4.13 Grafik perubahan tegangan pada sample air bernilai TDS 93 ppm.... 47 Gambar 4.14 Grafik perubahan tegangan pada sample air bernilai TDS 192 ppm.... 47
DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega 8535.... 18 Tabel 4.1 Nilai TDS air dari hasil pelarutan air murni dengan NaCl.... 30 Tabel 4.2 Hasil pengukuran menggunakan alat yang dibuat.... 31 Tabel 4.3 Hasil perhitungan matematis dari nilai TDS yang diperoleh.... 32 Tabel 4.4 Perbandingan nilai VR2 dari perhitungan dan pengukuran.... 34 Tabel 4.5 Data pengujian dengan nilai TDS air 1 ppm.... 38 Tabel 4.6 Data pengujian dengan nilai TDS air 43 ppm.... 38 Tabel 4.7 Data pengujian dengan nilai TDS air 124 ppm.... 39 Tabel 4.8 Data pengujian dengan nilai TDS air 186 ppm.... 39 Tabel 4.9 Data pengujian dengan nilai TDS air 215 ppm.... 39 Tabel 4.10 Hasil pengukuran tegangan air menggunakan multimeter.... 39 Tabel 4.11 Pengukuran resolusi yang dapat dibaca oleh alat yang dibuat.... 45 Tabel 4.10 Pengukuran waktu yang diperlukan alat saat proses mengukur nilai TDS.... 46