PERANCANGAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS AIR (CONDUCTIVITY METER) DIGITAL DENGAN SENSOR RESISTIF TUGAS AKHIR MESTIKA INDAH ALI MANALU 112411042 PROGRAM STUDI DIPLOMA III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERANCANGAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS AIR (CONDUCTIVITY METER) DIGITAL DENGAN SENSOR RESISTIF TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya PROGRAM STUDI DIPLOMA III FISIKA INSTRUMENTASI DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014
PERSETUJUAN Judul : PERANCANGAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS AIR (CONDUCTIVITY METER) DIGITAL DENGAN SENSOR RESISTIF Kategori : TUGAS AKHIR Nama : MESTIKA INDAH ALI MANALU No.Induk Mahasiswa : 112411042 Program Studi : D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Diluluskan di Medan, Juni 2014 Diketahui/Disetujui Oleh Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing (Dr. Diana A. Barus, M.Sc) NIP. 196607291992032002 (Drs. Syahrul Humaidi, M.Si) NIP.196506171993031003
PERNYATAAN PERANCANGAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS AIR (CONDUCTIVITY METER) DIGITAL DENGAN SENSOR RESISTIF TUGAS AKHIR Saya mengakui bahwa Tugas Akhir adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2014 Mestika Indah Ali Manalu 112411042
PENGHARGAAN Alhamdulillahirobbil alamin, Segala puji dan syukur bagi Allah Subhanahuwata ala yang telah melimpahkan barokah, rahmat, hidayah-nya dan menganugerahkan kemudahan serta kelancaran sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tugas proyek ini sesuai waktu yang telah ditetapkan. Sholawat dan salam semoga senantiasa tercurahkan kepada RasulullahSallallahu alaihiwassalam sang pembawa petunjuk dan selalu menjadi inspirasi dan teladan bagi penulis Tugas Akhir ini disusun untuk melengkapi persyaratan kelulusan semester 6 pada Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Adapun judul Tugas Akhir ini adalah PERANCANGAN ALAT UKUR KONDUKTIVITAS AIR (CONDUCTIVITY METER) DIGITAL DENGAN SENSOR RESISTIF Penulis menyadari bahwa tersusunnya Tugas Akhir ini dari Do a, perhatian, bimbingan, motivasi dan dukungan berbagai pihak, sehingga dengan keikhlasan dan kerendahan hati pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Ayahanda Ali Aman Manalu dan Ibunda D.Simamora, terima kasih atas pengorbanan, kasih sayang dan kepercayaan yang telah kalian berikan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini 1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
2. Ibu Dr. Diana Alemin Barus M.Sc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam sekaligus pembimbing yang telah banyak membantu dan mendukung penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini 3. Ibu Dra,Ratna Askiah Simatupang,M.Si selaku Sekretaris Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam sekaligus jadi dosen penguji yang mendorong dan menunjang dalam menyusun laporan T.A 4. Bapak Drs.Syahrul Humaidi selaku Dosen Penguji I yang telah membimbing dan mengarahkan penulis dalam penyelesaian laporan ini. 5. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi D-3 Metrologi dan Instrumentasi Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam pembuatan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun dalam penyempurnaan Tugas Akhir ini 6. Abang-abangku tercinta Agusman Manalu,Harry Al-Fauzan Manalu,Khairizal Ali Manalu,Fachrururozi Manalu terima kasih buat dukungannya, doa dan motivasi yang diberikan dari awal mulai perkuliahan sampai penulisan Tugas Akhir ini serta buat seluruh keluarga yang telah membantu, mendukung dan memberikan kelonggaran serta support terhadap pendidikan saya hingga bisa berkembang seperti sekarang. 7. Seluruh Anggota UKM Robotik UKM Sikonek USU terutama kepada bg Oki,bg Budi,bg Robby,bg Teguh,bg Reza,bg Arif,bg Hamdan,bg Kharis,Kak widya dan anggota UKM yang lainnya yang telah memberikan masukanmasukan,saran-saran,dan ide-ide kreatif kepada penulis dalam menunjang Tugas Akhir ini. 8. Seluruh Teman-teman D3 Metrologi & Instrumentasi angkatan 2011,semuanya yang telah memberikan kontribusi dan partisipasinya untuk membantu penulis dalam penyusunan tugas akhir ini
Semoga laporan ini menjadi ibadah yang baik bagi penulis dan menjadi ilmu yang bermanfaat bagi pembaca. Amin Yaa Rabbal alamin Medan, Juli 2014 Hormat Saya, Penulis
ABSTRAK Pada tugas akhir ini telah dirancang sebuah alat ukur konduktivitas meter untuk mengetahui suatu konduktivitas larutan atau berbagai jenis air dengan komponen penyusun yaitu Mikrokntroller,LCD,ATmega8535,Op-Amp,dan sensor resistif.kelebihan alat ukur ini dibanding dengan alat ukur lain adalah alat ukur ini mengukur tahanan,mengukur konduktivitas air,dengan berbagai jenis air dengan menggunakan sensor resitif yang mana berfungsi sebagai sensor yang bekerja terhadap perubahan hambatan dimana hambatan oleh cairan yang diberikan kedua kutub pada pelat sensor tersebut.dimana 2 probe lempeng yang saling berhadapan ditentukan jaraknya.keluaran dari sensor kemudian akan masuk port ADC pada Mikro dan diubah menjadi data digital.dari hasil pengujian beberapa sampel diatas maka didapat nilai ADC berbanding lurus dengan nilai konduktivitasnya.untuk sampel air mineral(aqua) memilki konduktivitas sebesar 0,347 ms/cm atau 347 µs/cm dibandingkan jenis air yang lainnya. kata kunci : Air,ATmega8535,Sensor resisitif,alat ukur,konduktivitas air
DAFTAR ISI LEMBAR PERSETUJUAN... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan masalah... 1 1.3 Batasan masalah... 2 1.4 Tujuan penelitian... 3 1.5 Manfaat penelitian... 3 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian air... 4 2.2 Kualitas air... 6 2.3 Syarat biologi air... 7 2.4 Sensor konduktivitas listrik... 13 2.5 Konduktivitas meter air digital... 14 2.6 Aplikasi konduktivity... 16 2.6.1 Konduktansi elektrolit lemah dan kuat... 17 2.6.1 Kalibrasi konduktivitas... 17 2.7 Mikrokontroler AVR ATmega8535... 19 2.7.1 Komponen penyusun Mikrokontroller... 19 2.8 Arsitektur ATmega8535... 23 2.8.1 Program Memory... 24
2.8.2 Data Memory... 25 2.8.3 EEPROM Data Memory... 26 2.8.4 Status Register (SREG)... 27 2.8.5 Deskripsi Mikrokontroller ATmega8535... 29 2.9. Codevision AVR... 30 2.10. Defenisi sensor... 32 2.10.1 Sensor resistif... 32 2.10.2 Tahanan dan Resistance... 32 2.11.1 LCD (Liquid Crystal Display)... 36 BAB III PERANCANGAN ALAT DAN PEMBUATAN SISTEM 3.1 Rancangan system... 38 3.2 Rancangan Mikrokontroller ATmega8535... 39 3.3 Rangkaian Power Supply (PSA)... 40 3.4 Rangkaian sensor resisitif... 41 BAB IV ANALISA DAN PENGUJIAN ALAT 4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroller ATmega8535... 43 4.2 Pengujian Rangkaian Power Supplay (PSA)... 44 4.3 Pengujian sensor resistif... 44 4.4 Pengujian LCD... 45 4.5 Pengujian sistem secara keseluruhan... 47 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan... 53 5.2 Saran... 53 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Konduktivitas meter... 15 Gambar 1.2 Peta Memori Program... 25 Gambar 1.3 Peta memori data... 26 Gambar 1.4 EEPROM Data Memory... 26 Gambar 1.5 Status Register ATmega8535... 27 Gambar 1.6 Deskripsi Pin ATmega8535... 29 Gambar 1.7 Arsitektur Mikrokontroller ATmega8535... 34 Gambar 1.8 Sis tem Minimum ATmega8535... 35 Gambar 1.9 LCD 16 x 2... 36 Gambar 1.10 Diagram blok... 38 Gambar 1.11 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATmega8535... 39 Gambar 1.12 Rangkaian PSA... 40 Gambar 1.13 Rangkaian sensor resistif... 41 Gambar 1.14 cara kerja sistem flowchart... 42 Gambar 1.15 Listing program pada ATmega8535... 44 Gambar 1.16 Pengujian LCD... 45 Gambar 1.17 Listing program LCD... 47
DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Keputusan Menteri Kesehatan RI...11 Tabel 1.2 Pengujian Sampel Aquades...48 Tabel 1.3 Pengujian Sampel Air mineral (Aqua)...49 Tabel 1.4 Pengujian Sampel air PAM...50 Tabel 1.5 Pengujian Sampel air suling (RO)...51