PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK … · konduktivitas air kolam ikan berfungsi mengukur nilai konduktivitas air pada kolam ikan. Informasi nilai konduktivitas digunakan

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM IKAN

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

TIPER KORNELES MUWARBERTO UNIPLAITA

NIM : 105114046

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

i

TUGAS AKHIR


Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :


NIM : 105114046

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2014


ii

FINAL PROJECT

FISH POND WATER CONDUCTIVITY MEASUREMENT SYSTEM

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

in Electrical Engineering Study Program


NIM : 105114046

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2014


iii


iv


v

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya

atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar

pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

Yogyakarta, 25 Agustus2014

Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO:

Aku Berpikir Maka Aku Ada

Oleh

Rene Descartes

Skripsi Ini Saya Persembahkan Untuk.…….

TUHAN YESUS yang selalu menyertai saya

Papa, Mama dan Adik atas dukungannya

“Saudara-saudara”yang selalu menemani


vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertan datangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Tiper Korneles Muwarberto Uniplaita

Nomor Mahasiswa : 105114046

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :


Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk

media lain, mengelolahnya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas,

dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa

perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyatan ini saya buat dengan sebenarnya.

Yogyakarta, 25 Agustus2014



viii

INTISARI

Masyarakat di tepian sungai membudidayakan ikan air tawar sebagai mata

pencaharian. Sungai dengan kualitas air yang baik dapat meningkatkan kelangsungan

hidup ikan. Namun, jika air sungai terkontaminasi dengan unsur-unsur kimiawi yang

merusak, maka tingkat kelangsungan hidup ikan menurun. Sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan berfungsi mengukur nilai konduktivitas air pada kolam ikan.

Informasi nilai konduktivitas digunakan sebagai data monitoring pada sistem akuisisi data

dan indikator kontrol pada sistem kontrol.

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tegangan DC

sebagai sumber eksitasi pada dua pole elektroda. Sistem ini menggunakan empat sensor

konduktivitas dengan nilai konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

. Sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan hanya melakukan pengukuran setelah menerima

instruksi dari sistem akuisisi data. Sistem akuisisi data dan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan berkomunikasi secara serial menggunakan rangkaian RS-485.

Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

mampu

melakukan pengukuran konduktivitas dalam jangkauan pengukuran 0µS/cm sampai

5000µS/cm. Setiap sensor memiliki daerah jangkauan pengukuran yang berbeda-beda.


mampu melakukan pengukuran

konduktivitas pada jangkauan nilai 163µS/cm sampai 756µS/cm dengan tingkat kesalahan

rata-rata 1% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 3%. Sensor konduktivitas dengan

konstanta sel 2cm-1

mampu melakukan pengukuran konduktivitas pada jangkauan nilai

1199µS/cm sampai 2090µS/cm dengan tingkat kesalahan rata-rata 1% dan tingkat

ketidakstabilan rata-rata 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 5cm-1

mampu

melakukan pengukuran konduktivitas pada jangkauan nilai 3750µS/cm sampai 5690µS/cm

dengan tingkat kesalahan rata-rata 0% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 1%. Sistem

juga mampu melakukan koreksi suhu pada pengukuran konduktivitas dan melakukan

komunikasi dengan sistem akuisisi data.

Kata kunci : pengukuran konduktivitas air, eksitasi DC.


ix

ABSTRACT

People who live on the edge of river, raising fishes for their living. Rivers with high

quality water can increase the lifetimeof fishes. But, if the water contaminated by harmful

chemical then the lifetime of fishes will decrease. The function of “Fish Pond Water

Conductivity Measurement System” is measured conductivity value of water. This

information is used as data monitoring in data acquisition system and control indicator in

system control.

This system uses DC voltage as excitation sourcein two pole electrodes. There are

four conductivity sensors with four constant cell values, 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

and 10cm-1

.

The system will measures water conductivity if received instruction from acquisition

system. Fish Pond Water Conductivity Measurement System and acquisition system

communicate using RS-485.

Four conductivity sensors with four constant cell values 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

and

10cm-1

able to measuring conductivity on 0µS/cm-5000µS/cm. Every sensor has a

different range. Sensors with constant cell 1cm-1

is able to measuring on 163µS/cm-756

µS/cm with 1% average of error and 3% unstable level. Sensors with constant cell 2cm-1

is

able to measuring on 1199µS/cm-2090µS/cm with 1% average of error and 1% unstable

level. Sensors with constant cell 5cm-1

is able to measuring on 3750µS/cm-5690µS/cm

with 0% average of error and 1% unstable level. The system is able to correct water

temperature change and communicate with acquisition system.

Keywords: water conductivity measurement, DC excitation.


x

KATA PENGANTAR

Syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala penyertaan dan kasih-Nya

sehingga tugas akhir dengan judul ”Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan” ini

dapat diselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan bantuan banyak pihak. Oleh karena itu

penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tua tercinta atas doa dan motivasi kepada penulis.

2. Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing atas bimbingan

selama pengerjaan tugas akhir ini.

3. Seluruh dosen teknik elektro dan laboran yang memberikan ilmu dan

pengetahuan kepada penulis selama masa kuliah.

4. Teman-teman teknik elektro angkatan 2010 yang selalu memberikan

semangat dalam pengerjaan tugas akhir ini.

Tugas akhir ini memiliki banyak kelemahan sehingga penulis mengharapkan

kritik dan saran untuk pengembang tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini

dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

Penulis



xi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ....................................................................................................... i

HALAM PERSETUJUAN ......................................................................................... iii

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTO HIDUP ..................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA

ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................... vii

INTISARI ....................................................................................................................... viii

ABSTRACT ..................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ................................................................................................... x

DAFTAR ISI ................................................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. xiv

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang ........................................................................................................... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................................. 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................................................................ 2

1.4. Metodologi Penelitian ................................................................................................ 3

BAB II DASAR TEORI ............................................................................................... 5

2.1. Air Kolam Ikan .......................................................................................................... 5

2.2. Konduktivitas Listrik ................................................................................................. 5

2.2.1. Konstanta Sel ............................................................................................ 6

2.2.2. Efek Suhu .................................................................................................. 8

2.2.3. Metode Pengukuran Konduktivitas ........................................................... 9

2.3. Rangkaian Pembagi Tegangan ................................................................................ 10

2.4. Sensor Suhu ............................................................................................................. 11

2.5. LCD(Liquid Crystal Display) .................................................................................. 12

2.6. Mikrokontroler ATMega32 ..................................................................................... 13


xii

2.6.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega32 ............................................ 13

2.6.2. ADC(Analog to Digital Converter) ATMega32 ..................................... 14

2.6.3. Komunikasi Serial USART ATMega32 ................................................. 15

2.7. Komunikasi Serial RS-485 ...................................................................................... 17

2.8. Regulator Tegangan ................................................................................................. 18

2.9. Relay Elektromekanis .............................................................................................. 20

2.10. Transistor BJT Sebagai Saklar ................................................................................ 21

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN ......................................................... 24

3.1. Arsitektur Sistem .................................................................................................... 24

3.2. Perancangan Sensor Konduktivitas ......................................................................... 25

3.2.1. Perancangan Konstanta Sel ..................................................................... 25

3.2.2. Perancangan Rangkaian Sensor Konduktivitas ....................................... 26

3.3. Perancangan Sensor LM35 ...................................................................................... 27

3.4. Perancangan Catu Daya 5 Volt ................................................................................ 28

3.5. Perancangan Minimum Sistem ................................................................................ 29

3.6. Perancangan Rangkaian Tombol Tekan .................................................................. 31

3.7. Perancangan Rangkaian LCD 16x2 ......................................................................... 31

3.8. Perancangan Program ............................................................................................. 32

3.8.1. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai KonstantaSel ............................. 33

3.8.2. Flowchart Subroutine Terima Data ........................................................ 34

3.8.3. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas ......................... 35

3.8.4. Flowchart Subroutine Kirim Data .......................................................... 37

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 39

4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ............................... 39

4.2. Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ........................ 45

4.3. Pengujian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ............................... 47

4.3.1. Pengujian Larutan NaOH ........................................................................ 47

4.3.2. Hasil Pengukuran Sistem pada Larutan NaOH ....................................... 48

4.3.3. Hasil Pengukuran Sistem pada Air Habitat Ikan

Dan Air Kolam Sistem Kontrol ............................................................... 52

4.4. Pengujian Subsistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .......................... 54

4.4.1. Pengujian Catu Daya 5 Volt .................................................................... 54

4.4.2. Pengujian Rangkaian LCD ..................................................................... 56


xiii

4.4.3. Pengujian Rangkaian Tombol Tekan ...................................................... 57

4.4.4. Pengujian ADC untuk Sensor Konduktivitas .......................................... 57

4.4.5. Pengujian Pengukuran Resistansi ........................................................... 60

4.4.6. Pengujian Sensor Suhu ............................................................................ 61

4.4.7. Pengujian Koreksi Suhu .......................................................................... 62

4.4.8. Pengujian Rangkaian Driver Relay ......................................................... 65

4.4.9. Pengujian Komunikasi Serial RS-485 .................................................... 65

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 68

5.1. Kesimpulan .............................................................................................................. 68

5.2. Saran ........................................................................................................................ 68

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................. 70

LAMPIRAN

LAMPIRAN A Data Hasil Pengukuran Konduktivitas Larutan

NaOH di LAB BBTKLPP Yogyakarta ................................................... L1

LAMPIRAN B Listing Program Mikrokontroler ............................................................. L4

LAMPIRAN C Rangkaian Elektronik Sistem ................................................................ L10

LAMPIRAN D Data Hasil Pengukuran Sistem .............................................................. L12

LAMPIRAN E Perancangan Resistor RS ........................................................................ L21

LAMPIRAN F Alat Ukur Konduktivitas Benchtop H 208G ......................................... L23

LAMPIRAN G Flowchart Pengoperasian Sensor Konduktivitas dengan

Konstanta Sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

................................................... L25


xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Ikan .......................... 3

Gambar 2.1. Elektroda dengan KC = 1cm-1

[12] .................................................................. 6

Gambar 2.2. Model Elektroda untuk Pengukuran Konduktivitas[12] ................................. 7

Gambar 2.3. Grafik Koreksi Suhu pada Pengukuran Konduktivitas[13] ............................ 9

Gambar 2.4. Rangkaian Pembagi Tegangan[14] ............................................................... 10

Gambar 2.5. Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35[16] ........................................................... 11

Gambar 2.6. LCD 16 x 2[17] ............................................................................................. 12

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega32[18] ................................................................... 13

Gambar 2.8. Konfigurasi Pin IC MAX485[19] ................................................................. 17

Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan DC[20] ...................................................... 19

Gambar 2.10. Rangkaian Penyearah Tegangan AC[20]...................................................... 19

Gambar 2.11. Bagian-bagian Relay Elektromekanis[21] .................................................... 20

Gambar 2.12. Konfigurasi Common Emitter[20] ............................................................. 21

Gambar 2.13. Garis Beban DC Transistor N-P-N[20] ..................................................... 22

Gambar3.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .............. 24

Gambar 3.2. Elektroda dengan Kc =1cm-1

......................................................................... 25

Gambar 3.3. Elektroda dengan Kc = 2cm-1

........................................................................ 25

Gambar 3.4. Elektroda dengan Kc = 5cm-1

........................................................................ 26

Gambar 3.5. Elektroda dengan Kc =10cm-1

....................................................................... 26

Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Konduktivitas .................................................................. 27

Gambar 3.7. Skema Rangkaian Sensor LM35 ................................................................. 27

Gambar 3.8. Catu Daya 5 Volt ......................................................................................... 28

Gambar 3.9. Rangkaian ATMega32 ................................................................................. 29

Gambar 3.10. Rangkaian Clock Eksternal, Rangkaian Reset dan RS-485 .......................... 30

Gambar 3.11. RangkaianTombol Tekan ............................................................................. 31

Gambar 3.12. Rangkaian LCD 16x2 .................................................................................. 32

Gambar 3.13. Flowchart Progam Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan ...... 32

Gambar 3.14. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel ................................. 33

Gambar 3.15. Flowchart Subroutine Terima Data .............................................................. 34

Gambar 3.16. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas .............................. 35


xv

Gambar 3.17. Flowchart Subroutine Konversi ADC .......................................................... 36

Gambar 3.18. Flowchart Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas ...................................... 37

Gambar 3.19. Flowchart Subroutine Kirim Data ................................................................ 37

Gambar4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan .................... 39

Gambar 4.2. Terminal AC 220 Volt dan Saklar On-Off Kotak Pengukuran ..................... 40

Gambar 4.3. Rangkaian Catu Daya 5 Volt ........................................................................ 40

Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem ........................................................................ 41

Gambar 4.5. TombolTekan dan LCD ................................................................................. 41

Gambar 4.6. Terminal Komunikasi RS-485 dan Terminal Sensor .................................... 42

Gambar 4.7. Kerangka Sensor Konduktivitas KC=1cm-1

................................................... 42

Gambar 4.8. Sensor Suhu ................................................................................................... 43

Gambar 4.9. Grafik Penurunan Nilai Konduktivitas Terhadap Waktu .............................. 43

Gambar 4.10. Rangkaian Driver Relay ............................................................................... 44

Gambar 4.11. Skema Pengoperasian Sistem ....................................................................... 45

Gambar 4.12. Tampilan Hasil Pengukuran dengan KC=1cm-1

............................................ 46

Gambar4.13. Hubungan Konsentrasi dan Konduktivitas Larutan NaOH .......................... 47

Gambar 4.14. Hubungan Pengukuran Alat Ukur Baku dan Sistem .................................... 49

Gambar 4.15. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

.................... 50

Gambar 4.16. Listing Program LCD ................................................................................... 56

Gambar 4.17. Tampilan LCD “PILIH SENSOR” dan“ K=1 K=2 K=5 K=10” .................. 56

Gambar 4.18. Listing Program Tombol Tekan .................................................................... 57

Gambar 4.19. Tampilan LCD untuk Pilihan Konstanta Sel “K=1” .................................... 57

Gambar 4.20. Listing Program Konversi ADC ................................................................... 58

Gambar 4.21. Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01Volt .................................................... 59

Gambar 4.22. Listing Program Pengukuran Resistansi ....................................................... 60

Gambar 4.23. Listing Program Sensor Suhu ....................................................................... 61

Gambar 4.24. Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku ..................................... 62

Gambar 4.25. Listing Program Koreksi Suhu ..................................................................... 63

Gambar 4.26. Listing Program Driver Relay ....................................................................... 65

Gambar 4.27. Listing Program Komunikasi Serial RS-485 ................................................ 66


xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Standar Kualitas Air Kolam Ikan[8][9] ............................................................ 5

Tabel 2.2. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel[11] ....................................................... 7

Tabel 2.3. Fungsi Pin LCD 16x2[17] .............................................................................. 12

Tabel 2.4. USART Baudrate Register[18] ...................................................................... 15

Tabel 2.5. Perhitungan Nilai UBRR[18] ......................................................................... 15

Tabel 2.6. Register UCSRA[18] ...................................................................................... 15

Tabel 2.7. Register UCSRB[18] ...................................................................................... 16

Tabel 2.8. Setting untuk Ukuran Karakter[18] ................................................. 16

Tabel 2.9. Register UCSRC[18] ...................................................................................... 17

Tabel 2.10. Mode Paritas[18] ............................................................................................ 17

Tabel 2.11. Fungsi Pin IC MAX485[19] ........................................................................... 18

Tabel 2.12. Tegangan Masukan Minimum pada IC LM78xx[20] .................................... 18

Tabel 3.1. Fungsi Port ATMega32 .................................................................................. 29

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Konduktivitas Alat Ukur Baku dan Sistem ....................... 48

Tabel 4.2. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC=1cm-1

........... 51


........... 51


........... 52

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Habitat Ikan ......................................... 53

Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Sistem Kontrol ........................ 53

Tabel 4.7. Perbandingan Tegangan Catu Daya Perancangan dan Pengukuran ............... 54

Tabel 4.8. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Satu saat Berbeban............................ 55

Tabel 4.9. Persentase Drop Tegangan Catu Dua dan Catu Daya Tiga saat Berbeban .... 56

Tabel 4.10. Tegangan Hasil Pengukuran dan Hasil Konversi pada Pin ADC0-ADC3 ..... 58

Tabel 4.11. Pengaruh perubahan 0,01Volt Terhadap Pengukuran Konduktivitas ............ 59

Tabel 4.12. Hasil Pengukuran Resistansi oleh Sistem ...................................................... 61

Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku ............................. 62

Tabel 4.14. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta sel 1cm-1

.............................................. 64


.............................................. 64


.............................................. 64

Tabel 4.17. Kondisi Terminal Bersama Relay ................................................................... 65


xvii

Tabel 4.18. Pengiriman dan Penerimaan Data pada Sistem Pengukuran

Konduktivitas Air Kolam Ikan dan Sistem Akuisisi Data .............................. 67


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Banyak masyarakat di tepian sungai membudidayakan ikan air tawar. Mereka

memanfaatkan aliran air sungai untuk mengisi kolam-kolam tempat budidaya ikan. Sungai

dengan kualitas air yang baik dapat meningkatkan kelangsungan hidup ikan. Namun, jika

air sungai terkontaminasi dengan unsur-unsur kimiawi yang merusak, maka tingkat

kelangsungan hidup ikan menurun. Eka Sari Dewi[1] melakukan penelitian yang

membuktikan bahwa tingkat salinitas air berpengaruh terhadap tingkat kelangsungan hidup

ikan. Nybakken[2] menyatakan bahwa terdapat hubungan antara salinitas dan

konduktivitas. Jika air memiliki tingkat salinitas yang tinggi, maka air tersebut juga

memiliki tingkat konduktivitas yang tinggi.

Kualitas air ditentukan berdasarkan beberapa parameter seperti suhu, kekeruhan,

pH(derajat keasaman), DO(dissolved oxygen) dan konduktivitas[3]. Setiap parameter

memiliki nilai yang berbeda-beda untuk menentukan tingkat kelayakan air sebagai tempat

hidup ikan. Nilai parameter tersebut dapat digunakan sebagai indikator pengamanan

terhadap kualitas air kolam ikan.

Berdasarkan hal di atas, penulis membuat sistem pengukuran konduktivitas air

kolam ikan. Sistem ini dapat dihubungkan dengan sistem akuisisi data dan sistem kontrol

kualitas air. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari sensor, display

dan mikrokontroler. Keluaran sistem ini berupa nilai konduktivitas air dalam bentuk paket

data. Paket data digunakan untuk komunikasi dengan sistem akuisisi data dan sistem

kontrol secara serial. Sistem akuisisi data dan sistem kontrol merupakan sistem lain yang

melakukan monitoring dan kontrol terhadap kualitas air kolam ikan.

Penelitian Sergio Ramalho dkk[4], Sumariyah dkk[5] dan Ari Mustaghfirotur

Robah[6] menggunakan tegangan AC(alternating current) sebagai catu daya sensor.

Penggunaan tegangan AC sebagai catu sensor membutuhkan banyak rangkaian pendukung

seperti osilator frekuensi, detektor fase, low pass filter dan pengkondisi sinyal. Sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tegangan DC(direct current)

sebagai catu daya sensor untuk mengurangi penggunaan banyak rangkaian elektronika.

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan merupakan pengembangan dari alat ukur

konduktivitas yang telah dibuat oleh Martanto dkk[7]. Martanto dkk melakukan


2

pengukuran konduktivitas pada suhu air yang tetap, sedangkan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan dapat melakukan pengukuran pada suhu air yang berubah-

ubah.

Pada proses pengukuran, sampel air dialirkan melewati sensor konduktivitas dan

sensor suhu. Kedua sensor tersebut menghasilkan keluaran berupa tegangan DC sesuai

dengan nilai konduktivitas dan suhu air. Mikrokontroler mengubah tegangan DC menjadi

data digital menggunakan fasilitas ADC(analog to digital converter). Data digital

digunakan untuk menghitung nilai konduktivitas air berdasarkan algoritma yang

ditetapkan. Mikrokontroler menampilkan nilai konduktivitas dan suhu air pada LCD

(liquid crystal display) serta mengemas nilai konduktivitas dalam paket data untuk dikirim

ke sistem akuisisi data dan sistem kontrol. Sistem akuisisi data menggunakan data

konduktivitas untuk monitoring kualitas air kolam ikan. Sistem kontrol menggunakan data

konduktivitas sebagai indikator kontrol. Jika nilai konduktivitas air kolam ikan melebihi

standar yang ditetapkan yaitu 5000 µS/cm (mikrosiemens/cm) maka sistem kontrol

melakukan aksi kontrol untuk menetralkan nilai konduktivitas air kolam ikan.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menghasilkan sistem pengukuran konduktivitas air

kolam ikan yang dapat dihubungkan secara serial dengan sistem akuisisi data dan sistem

kontrol. Manfaat dari penelitian ini adalah membantu para pembudidaya ikan air tawar

untuk mengetahui tingkat konduktivitas air kolam ikan dan meningkatkan kinerja serta

efisiensi pengamanan kualitas air kolam ikan.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan merupakan bagian dari sistem

monitoring kualitas air kolam ikan.

b. Nilai konduktivitas air kolam ikan yang diukur adalah 0µS/cm -5000µS/cm.

c. Menggunakan sensor konduktivitas tipe Two Pole Cell yang disuplai tegangan DC.

d. Menggunakan konstanta sel dengan nilai 1cm-1

, 2cm-1

,5cm-1

dan 10cm-1

.

e. Menggunakan sensor suhu LM35.

f. Menggunakan mikrokontroler ATMega32.

g. Pengiriman secara serial menggunakan RS-485.


3

1.4. Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode-metode:

a. Pengumpulan referensi, artikel dan jurnal ilmiah.

b. Perancangan hardware dan software. Tahap ini bertujuan mencari bentuk

rancangan yang tepat untuk sistem yang dibuat. Hal tersebut dilakukan dengan

mempertimbangkan berbagai aspek permasalahan dan kebutuhan. Perancangan

sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dilakukan berdasarkan gambar 1.1.

Gambar 1.1. Blok Diagram Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam Ikan

Sistem monitoring kualitas air kolam ikan terdiri dari enam subsistem yaitu

pengukuran konduktivitas, pengukuran pH, pengukuran kekeruhan, pengukuran

DO, akuisisi data dan kontrol. Hasil pengukuran empat subsistem pertama dikirim

ke subsistem akuisisi data untuk disimpan dan ditampilkan dalam bentuk grafik.

Subsistem akuisisi data mengirimkan hasil pengukuran dari keempat subsistem

pengukuran ke subsistem kontrol. Subsistem kontrol menggunakan data tersebut

sebagai indikator aksi kontrol terhadap kualitas air kolam ikan. Subsistem

pengukuran konduktivitas terdiri dari beberapa bagian seperti pada gambar 1.1.

LCD

Sampel

air

Sensor suhu dan

konduktivitas

Mikrokontroler

Pengukuran pH

Pengukuran kekeruhan

Pengukuran DO

Akuisisi

data

Kontrol


4

Mikrokontroler pada subsistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan

menggunakan tegangan DC dari keluaran sensor suhu dan sensor konduktivitas

untuk menghitungan nilai konduktivitas air kolam ikan. Nilai konduktivitas air

kolam ikan yang diperoleh dari hasil perhitungan ditampilkan pada LCD dan

dikemas dalam paket data untuk dikirim ke subsistem akuisisi data secara serial.

Proses pengukuran dan pengiriman dilakukan setelah mikrokontroler menerima

perintah pengukuran yang dikirim oleh subsistem akuisisi data ke subsistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan.

c. Pembuatan hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk merealisasikan

perancangan dan alur kerja dari sistem seperti yang diterangkan pada bagian

perancangan hardware dan software.

d. Pengambilan data. Data yang diambil adalah keluaran setiap subsistem seperti

tegangan keluaran sensor suhu, keluaran sensor konduktivitas, pembacaan ADC,

nilai konduktivitas pada LCD dan data hasil pengiriman pada sistem akuisisi data.

Proses pengambilan data dilakukan pada sampel air dengan nilai konduktivitas

yang berbeda-beda.

e. Analisis dan kesimpulan penelitian. Analisis terhadap sistem dilakukan dengan

membandingkan nilai konduktivitas hasil pengukuran sistem dan hasil pengukuran

alat ukur terkalibrasi. Analisis terhadap subsistem dilakukan dengan melihat

pengaruh keluaran subsistem terhadap keluaran sistem utama. Penyimpulan hasil

percobaan didasarkan pada tingkat kesesuaian antara nilai konduktivitas hasil

pengukuran sistem dengan nilai konduktivitas hasil pengukuran alat ukur

terkalibrasi.


5

BAB II

DASAR TEORI

Bab ini berisikan teori-teori sebagai dasar dalam perancangan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan. Teori-teori yang digunakan adalah air kolam ikan,

konduktivitas listrik, rangkaian pembagi tegangan, sensor suhu LM35, mikrokontroler

ATMega32, ADC ATMega32, LCD 16x2, komunikasi serial ATMega32, komunikasi

serial RS-485, regulator tegangan, relay elektromekanis dan transistor BJT sebagai saklar.

2.1. Air Kolam Ikan[8]

Air kolam ikan adalah air yang digunakan untuk budidaya ikan yang berada di

kolam. Kolam berfungsi menampung air dalam jumlah tertentu untuk pemeliharaan ikan

dan atau hewan air lain. Berdasarkan pengertian teknis, kolam merupakan suatu perairan

buatan yang luasnya terbatas dan sengaja dibuat manusia agar mudah dikelola dalam hal

pengaturan air, jenis hewan budidaya dan target produksi. Kolam selain sebagai media

hidup ikan juga harus berfungsi sebagai sumber makanan alami bagi ikan, artinya kolam

harus berpotensi untuk dapat menumbuhkan makanan alami.

Kolam ikan dengan kualitas air yang baik dapat menunjang kehidupan ikan dan

organisme lain di dalamnya. Tingkat kualitas air kolam ikan ditentukan berdasarkan nilai

parameter yang telah ditetapkan. Berikut parameter-parameter yang harus dipenuhi untuk

mendapatkan kualitas air kolam ikan yang baik.

Tabel 2.1. Standar Kualitas Air Kolam Ikan[8][9]

No Parameter Rentang nilai Satuan

1 Suhu 25-30 oC

2 Keasaman 6,7-8,6 pH

3 Oksigen Terlarut 5-6 ppm

4 Kekeruhan 25-100 JTU

5 Konduktivitas 0-5000 µS/cm

2.2. Konduktivitas Listrik[10]

Konduktivitas listrik (electrical conductivity) adalah ukuran kemampuan suatu

bahan untuk menghantarkan arus listrik. Konduktivitas listrik dapat digunakan sebagai


6

parameter untuk mengukur konsentrasi ion dan aktivitas suatu larutan. Semakin banyak

garam, asam atau alkali dalam larutan, semakin tinggi nilai konduktivitas.

2.2.1. Konstanta Sel[11]

Konstanta sel adalah rasio antara jarak dan luas area dari elektroda yang digunakan

sebagai sensor konduktivitas. Konstanta sel dirumuskan pada persamaan 2.1.

(2.1)

Keterangan:

KC = Konstanta sel (cm-1

)

A = Luas area elektroda (cm2)

d = Jarak antara elektroda (cm)

Nilai KC (konstanta sel) yang sering digunakan sebagai standar pengukuran

konduktivitas adalah 1cm-1

. Konstanta sel 1cm-1

memiliki panjang elektroda sebesar 1cm,

lebar elektroda sebesar 1cm dan jarak antara kedua elektroda sebesar 1cm. Bentuk

elektroda sensor konduktivitas dengan ukuran konstanta sel 1cm-1

ditunjukan pada gambar

2.1.


[12]

Nilai konstanta sel sensor konduktivitas tidak selalu 1cm-1

, namun dapat disesuaikan

dengan jangkauan pengukuran seperti yang ditunjukan tabel 2.2.


7

Tabel 2.2. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel[11]

No

Cell

Constant

(cm-1

)

Design

range

(µS/cm)

Lowest

range

(µS/cm)

High

range

(µS/cm)

Over

range

(µS/cm)

1 0,01 0 to 10 1 to 1 0 to 100 1 to 1000

2 0,02 0 to 20 1 to 2 0 to 200 1 to 2000

3 0,1 0 to 100 1 to 10 0 to 1000 1 to 10000

4 0,2 0 to 200 1 to 20 0 to 2000 1 to 20000

5 0,5 0 to 500 1 to 50 0 to 5000 1 to 50000

6 1,0 0 to 1000 1 to 100 0 to 10000 1 to 100000

7 2,0 0 to 2000 1 to 200 0 to 20000 1 to 200000

8 5,0 0 to 5000 1 to 500 0 to 50000 1 to 500000

9 10,0 0 to 10000 1 to 1000 0 to 100000 1 to 1000000

10 20,0 0 to 20000 1 to 2000 0 to 200000 1 to 2000000

11 50,0 0 to 50000 1 to 5000 0 to 500000 1 to 5000000

Konfigurasi elektroda sensor untuk pengukuran konduktivitas dapat dibuat seperti

gambar 2.2. Sisi A dan sisi B terbuat dari bahan konduktor sedangkan sisi yang lain terbuat

dari bahan isolator. Jika model sensor konduktivitas tersebut diisi dengan larutan yang

memiliki nilai konduktivitas tertentu, maka nilai konduktansinya dapat dihitung dengan

persamaan 2.2.

(2.2)

Keterangan:

G = Konduktansi (siemens)

σ = Konduktivitas (siemens.cm-1

)

l = Jarak antara elektroda A dan B (cm)

A = Luas area elektroda A dan B (cm2)

Gambar 2.2. Model Elektroda untuk Pengukuran Konduktivitas[12]


8

Persamaan konduktivitas diperoleh dari hasil subtitusi persamaan 2.1 ke persamaan

2.2 seperti yang ditunjukan pada persamaan 2.3.

(2.3)

Konduktivitas secara matematis adalah perkalian konstanta sel dan konduktansi. Prinsip

yang sama juga berlaku untuk menentukan nilai resistansi larutan yang ditunjukan pada

persamaan 2.4.

(2.4)

Keterangan:

R = Resistansi ( ohm )

ρ = Resistivitas ( ohm.cm )

l = Jarak antara elektroda A dan B ( cm )

A = Luas area elektroda A dan B ( cm2 )

2.2.2. Efek Suhu[13]

Pengukuran konduktivitas bergantung pada suhu. Suhu yang meningkat

menyebabkan ion-ion yang terdapat pada air lebih mudah bergerak. Ion yang mudah

bergerak mengakibatkan lebih banyak arus listrik yang mengalir dari elektroda satu ke

elektroda yang lain sehingga konduktivitas meningkat.

Suhu referensi digunakan sebagai pembanding hasil pengukuran konduktivitas pada

suhu yang berubah-ubah. Suhu referensi yang digunakan adalah 25°C. Alat ukur

konduktivitas mengukur konduktivitas dan suhu air, kemudian mengubah nilai

konduktivitas pengukuran berdasarkan suhu referensi menggunakan fungsi koreksi suhu

seperti yang ditunjukan pada persamaan 2.5.

- (2.5)

Keterangan:

σ = Konduktivitas pada suhu referensi (µS/cm)

σ = Konduktivitas pada suhu pengukuran (µS/cm)

T = Suhu pengukuran (oC)

TRef = Suhu referensi (oC)

ө = Koefisien suhu


9

Grafik koreksi suhu pada gambar 2.3 menunjukan bahwa koreksi suhu akurat pada batas T1

= 26°C dan T2 = 14°C dengan TRef = 25°C. Perbedaan T dan TRef yang besar dapat

meningkatkan resiko error pada perhitungan nilai konduktivitas.

Gambar 2.3. Grafik Koreksi Suhu pada Pengukuran Konduktivitas[13]

2.2.3. Metode Pengukuran Konduktivitas[10]

Metode pengukuran konduktivitas terdiri dari metode kontak dan metode induktif.

Penggunaan kedua metode tersebut tergantung dari nilai konduktivitas, jumlah padatan

tersuspensi dan sifat korosif larutan. Metode induktif lebih baik pada pengukuran larutan

yang bersifat korosif, tersuspensi dan memiliki nilai konduktivitas tinggi. Pada penilitian

ini, air yang menjadi objek pengukuran tidak bersifat korosif dan tersuspensi sehingga

metode pengukuran yang digunakan adalah metode kontak.

Rangkaian sensor konduktivitas pada metode kontak terdiri dari elektroda sensor

dan analyzer. Analyzer (rangkaian kontrol) berfungsi menyuplai tegangan ke elektroda

sensor yang terbuat dari stainless steel atau titanium untuk menghasilkan medan listrik.

Medan listrik menyebabkan ion bergerak sehingga menghasilkan arus listrik. Analyzer

mengukur beda potensial pada elektroda sensor dan menggunakan hukum ohm untuk

menghitung hambatan dari larutan. Nilai hambatan larutan digunakan untuk menghitung

nilai konduktivitas larutan.


10

2.3. Rangkaian Pembagi Tegangan[14]

Arus listrik yang mengalir melewati suatu penghantar selalu berbanding lurus

dengan beda potensial yang diterapkan padanya. Beda potensial pada suatu hambatan

secara matematis adalah perkalian besar hambatan dengan arus yang mengalir melewati

hambatan tersebut.

Gambar 2.4. Rangkaian Pembagi Tegangan[14]

Variabel Vin adalah sumber tegangan konstan yang menyuplai resistor R1 dan R2

seperti pada gambar 2.4. Resistor R1 dan R2 disusun secara serial sehingga total hambatan

kedua resistor tersebut adalah penjumlahan besar resistor R1 dan R2. Besar arus listrik yang

mengalir melewati kedua resistor tersebut diperoleh dari perkaliam antara sumber tegangan

Vin dan hasil perbandingan salah satu resistor dengan penjumlahan besar resistor R1 dan

R2.

Teori diatas menghasilkan perhitungan nilai tegangan pada resistor R1 seperti yang

ditunjukan pada persamaan 2.6.

VR1 =

(2.6)

dengan proses yang sama, tegangan pada resistor R2 dapat dihitung dengan persamaan 2.7.

VR2 =

(2.7)


11

2.4. Sensor Suhu[15]

Sensor suhu yang digunakan pada penelitian ini adalah sensor LM35. Sensor LM35

memiliki keakuratan tinggi dan kemudahan perancangan dibanding sensor suhu yang lain.

Sensor LM35 mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi,

sehingga dapat dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus. Sensor LM35 memiliki

akurasi sebesar 0,5ºC pada suhu 25ºC dan jangkauan maksimal antara -55ºC sampai

+150ºC. Sensor suhu LM35 bekerja pada tegangan 4 volt sampai 20 volt dengan arus

kurang dari 60µA. Arus kerja yang kecil menghasilkan self-heating yang kurang dari 0,1ºC

pada udara diam.

Penelitian ini menggunakan sensor LM35 dengan kemasan TO-92 seperti pada

gambar 2.5.

Gambar 2.5. Bentuk Fisik Sensor Suhu LM35[16]

Sensor LM35 memiliki tiga pin. Pin satu adalah pin sumber tegangan. Pin tiga

adalah pin ground. Pin dua adalah pin tegangan keluaran. Tegangan keluaran sensor LM35

memiliki jangkauan dari 0 volt sampai dengan 1,5 volt. Tegangan keluaran sensor LM35

bertambah sebesar 0,01 volt setiap kenaikan 1oC. Tegangan keluaran sensor LM35 dapat

dihitung menggunakan persamaan 2.8.

VLM35 = Suhu . 0,01 volt (2.8)


12

2.5. LCD(Liquid Crystal Display)[17]

LCD adalah display dengan cairan kristal yang diopersikan menggunakan sistem

dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat elektronik seperti

kalkulator, multitester digital dan jam digital. Penelitian ini menggunakan LCD dengan

ukuran 16x2. LCD 16x2 memiliki ukuran lebar display 16 kolom dan 2 baris dengan 16

pin konektor. LCD 16x2 ditunjukkan pada gambar 2.6.

Gambar 2.6. LCD 16x2[17]

Setiap pin pada LCD 16x2 memiliki fungsi yang berbeda-beda. Fungsi Pin LCD

16x2 terdapat pada tabel 2.3.

Tabel 2.3. Fungsi Pin LCD 16x2[17]

No Pin Nama pin Fungsi

1 1 VSS Ground voltage

2 2 VCC 5 volt

3 3 VEE Contrast voltage

4

4

RS

Register select

5 0=Instruction register

6 1= Data register

7

5

R/W

Read/Write

8 0 = Write mode

9 1= Read mode

10

6

E

Enable

11 0 = To start latch data to LCD character

12 1=Disable

13 7-14 DB0 - DB7 Data bit ke-0 (LSB) - data bit ke-7 (MSB)

14 15 BPL Black plane light

15 16 GND Ground voltage


13

2.6. Mikrokontroler ATMega32[18]

2.6.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega32[18]

Mikrokontroler merupakan perangkat yang terintegrasi dengan I/O port, RAM,

ROM, sehingga dapat digunakan untuk berbagai keperluan kontrol. Mikrokontroler 8-bit

yang dikembangkan oleh Atmel dengan arsitektur RISC (Reduced Instruction Set

Computer) dapat mencapai throughput eksekusi instruksi 1MIPS (Million Instruction Per

Second). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu ATtiny,

AT90xx, ATmega, dan AT86RFxx. Kelas mikrokontroler AVR dibedakan berdasarkan

ukuran memori, peripheral, speed dan operasi tegangan, sedangkan arsitektur dan instruksi

yang digunakan hampir sama. Konfigurasi pin ATMega32 ditunjukan pada gambar 2.7.

Gambar 2.7. Konfigurasi Pin ATMega32[18]

Konfigurasi pin ATMega32 dijelaskan sebagai berikut:

a. Pin 1 sampai pin 8(Portb) merupakan port parallel 8-bit dua arah(bidirectional)

yang dapat digunakan untuk general purpose dan special feature.

b. Pin 9 adalah pin reset yang aktif jika mendapat minimum pulse.

c. Pin 10 adalah pin VCC yang dihubungkan ke sumber tegangan 2,7-5,5 volt.

d. Pin 11 dan 31 adalah pin ground yang dihubungkan ke vss atau ground.


14

e. Pin 12(XTAL2) adalah pin masukan ke rangkaian osilator internal. XTAL2 dapat

menggunakan osilator kristal atau sumber osilator luar sebagai sumber masukan.

f. Pin 13(XTAL1) adalah pin keluaran dari rangkaian osilator internal. Pin ini dipakai

bila menggunakan osilator kristal.

g. Pin 14 sampai 21(Portd) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan

internal pull-up resistors untuk general purpose dan special feature.

h. Pin 22 sampai 29(Portc) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan

internal pull-up resistors untuk general purpose dan special feature.

i. Pin 30 adalah pin AVCC yang dihubungkan ke VCC jika menggunakan fasilitas

ADC. Pin ini menyuplai daya untuk porta dan A/D converter.

j. Pin 32 adalah pin AREF yang berfungsi sebagai referensi untuk pin analog jika

menggunakan fasilitas A/D Converter.

k. Pin 33 sampai 40(Porta) adalah port 8-bit dua arah(bi-directional I/O) dengan

internal pull-up resistors untuk general purpose.

2.6.2. ADC(Analog to Digital Converter) ATMega32[18]

ADC pada ATMega32 merupakan ADC 10-bit tipe Successive Approximation.

Terdapat delapan kanal ADC dengan ukuran 10-bit. ADC dapat digunakan dengan

memberikan masukan tegangan pada port ADC yaitu porta. ADC memiliki dua jenis mode

yaitu single conversion dan free running. Pada mode single conversion pengguna

mengaktifkan ADC setiap kali melakukan konversi data, sedangkan pada mode free

running pengguna hanya sekali mengaktifkan ADC.

ADC dilengkapi dengan rangkaian sampler yang dapat menahan tegangan masukan

sehingga tegangan tetap konstan selama proses konversi. ADC mempunyai catu daya yang

terpisah yaitu pin AVCC-AGND. Konversi ADC menjadi keliru jika tegangan AVCC

berbeda ±0,3 volt dari tegangan VCC dan sinyal masukan ADC melebihi tegangan

referensi. Nilai digital untuk resolusi 10-bit dihitung menggunakan persamaan 2.9,

sedangkan data tegangan pada pin ADC dihitung menggunakan persamaan 2.10.

. 1023 (2.9)

.VRef (2.10)


15

2.6.3. Komunikasi Serial USART ATMega32[18]

Universal synchronous and asynchronous serial receiver and transmitter adalah

layanan komunikasi serial yang dimiliki oleh ATMega32. UBRR (USART baud rate

register) adalah register 16-bit yang berfungsi menentukan kecepatan transmisi data saat

terjadi komunikasi serial. UBRR dibagi menjadi dua bagian yaitu UBRRH dan UBRRL.

Tabel 2.4. USART Baudrate Register[18]

Register Keterangan

URSEL - - - UBRR[11..8] UBRRH

UBRR[7..0] UBRRL

a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSR.

b. UBRR adalah tempat menyimpan konstanta penentu kecepatan komunikasi serial.

Tabel 2.5. Perhitungan Nilai UBRR[18]

NO Operating mode Equation for alculation

baud rate

Equation for alculation

UBRR value

1 Asynchronous normal

mode ( U2X = 0 ) BAUD =

UBRR =

-1

2 Asynchronous doubble

speed mode ( U2X = 0 ) BAUD =

UBRR =

-1

3 Asynchronous master

mode BAUD =

UBRR =

-1

U2X merupakan bit pada register UCSRA

Tabel 2.6. Register UCSRA[18]

Register Keterangan

RXC TXC UDRE FE DOR PE U2X MPCM UCSRA

a. RXC bernilai satu jika ada data yang belum terbaca dan bernilai nol jika tidak ada

data.

b. TXC bernilai satu jika keseluruhan data sudah terkirim.

c. UDRE adalah interupsi yang aktif jika UDRIE pada UCSRB diberi nilai satu.

UDRE bernilai satu jika buffer kosong dan bernilai nol jika buffer penuh.

d. FE bernilai satu jika terjadi error pada proses penerimaan data.


16

e. DOR bernilai satu jika terjadi over run data, artinya register penerima telah penuh

dan terdapat data baru yang menunggu.

f. PE bernilai satu jika terjadi error pada paritas.

g. U2X digunakan pada mode asinkron.

h. MPCM digunakan pada proses multiprocessor.

Register UCSRB berfungsi mengatur komunikasi serial. Bagian-bagian register

UCSRB ditunjukan pada tabel 2.7.

Tabel 2.7. Register UCSRB[18]

Register Keterangan

RXCIE TXCIE UDRIE RXEN TXEN UCSZ2 RXB8 TXB8 UCSRB

a. RXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada penerimaan data serial. RXCIE

bernilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif.

b. TXCIE berfungsi untuk mengatur interupsi pada pengiriman data serial. TXCIE

bernilai satu saat interupsi diaktifkan dan bernilai nol saat intrupsi tidak aktif.

c. UDRIE berfungsi untuk mengaktifkan interupsi pada UDRE. Jika UDRIE bernilai

satu maka interupsi aktif.

d. RXEN berfungsi untuk mengaktifkan mode penerimaan data serial.

e. TXEN berfungsi untuk mengaktifkan mode pengiriman data serial.

f. UCZ2 pada UCSRB dan UCZ1, UCZ0 pada UCSRC berfungsi untuk mengatur

ukuran karakter serial yang dikirimkan.

Tabel 2.8. Setting untuk Ukuran Karakter[18]

No UCZ2 UCZ1 UCZ0 Ukuran karakter (bit)

1 0 0 0 5

2 0 0 1 6

3 0 1 0 7

4 0 1 1 8

5 100-110 tidak digunakan

6 1 1 1 9

Register UCSRC berfungsi mengatur mode kecepatan komunikasi serial. Bagian-

bagian register UCSRC ditunjukan pada tabel 2.9.


17

Tabel 2.9. Register UCSRC[18]

Resgister Keterangan

URSEL UMSEL UPM1 UPM0 USBS UCZ1 UCSZ0 UCPOL8 UCSRC

a. URSEL adalah bit pemilih antara UBRR dan UCSRC

b. UMSEL adalah bit pemilih antara komunikasi sinkron atau komunikasi asinkron.

UMSEL diberi nilai satu untuk komunikasi sinkron dan diberi nilai nol untuk

komunikasi asinkron.

c. UPM [1..0] adalah bit pengatur paritas.

Tabel 2.10. Mode Paritas[18]

No UPM1 UPM0 Mode paritas

1 0 0 Tidak aktif

2 0 1 Tidak digunakan

3 1 0 Paritas genap

4 1 1 Paritas ganjil

a. USBS adalah bit pemilih ukuran stop bit. USBS diberi nilai nol untuk jumlah

paritas satu dan diberi nilai satu untuk jumlah paritas dua.

b. UCSZ[1..0] adalah bit pengatur jumlah karakter serial.

c. UCPOL adalah bit pengatur hubungan antara perubahan data keluaran dan masukan

serial dengan clock sinkronisasi.

2.7. Komunikasi Serial RS-485[19]

RS-485 adalah standar yang digunakan untuk komunikasi serial pada jarak jauh.

RS-485 dapat menghubungkan 32 unit beban dengan dua kabel tanpa referensi ground

yang sama untuk setiap unit beban. RS-485 mengubah level tegangan TTL menjadi selisih

tegangan antara keluaran pin A dan pin B IC MAX485 untuk meminimalkan noise.

Gambar 2.8. Konfigurasi Pin IC MAX485[19]


18

Rangkaian RS-485 terdiri dari jaringan multidrop dan IC MAX485. IC MAX485

memiliki beberapa pin dengan fungsi yang berbeda-beda. Konfigurasi pin IC MAX485

ditunjukan pada gambar 2.8, sedangkan fungsi pin IC MAX485 ditunjukan pada tabel 2.11.

Tabel 2.11. Fungsi Pin IC MAX485 [19]

Pin Simbol Fungsi Pin

1 RO Receiver Output

2 RE Receiver Output Enable

3 DE Driver Output Enable

4 DI Drive Input

5 GND Ground

6 A Non-Inverting Receiver Input and Non-Inverting Driver Output

7 B Inverting Receiver Input and Inverting Drive Output

8 Vcc Supply Voltage

2.8. Regulator Tegangan[20]

Penelitian ini menggunakan regulator tegangan positif berupa IC LM78xx yang

dilengkapi dengan pembatas arus. IC LM78xx terdiri dari tiga pin yaitu pin tegangan

masukan, pin ground dan pin tegangan keluaran. IC LM78xx bekerja sebagai regulator

tegangan DC yang stabil jika mendapat tegangan input lebih dari atau sama dengan MIV

(Minimum Input Voltage). Arus maksimum beban output IC LM78xx yang diperbolehkan

kurang dari atau sama dengan MC (maximum current). Level tegangan minimum untuk

pengoperasian IC LM78xx ditunjukan pada tabel 2.12.

Tabel 2.12. Tegangan Masukan Minimum pada IC LM78xx [20]

No

Jenis

IC

LM78xx

Tegangan

keluaran

(volt)

Tegangan masukan

minimum

(volt)

1 7805 5 7,3

2 7806 6 8,3

3 7808 8 10,5

4 7810 10 12,5

5 7812 12 14,6

6 7815 15 17,7

7 7818 18 21,0

8 7824 24 27,1


19

Sebagai regulator tegangan, IC LM78xx dapat dirangkai seperti gambar 2.9.

Gambar 2.9. Rangkaian Regulator Tegangan DC[20]

Rangkaian diatas membutuhkan tegangan masukan yang lebih atau sama dengan level

tegangan minimum IC LM78xx. Penelitian ini menggunakan tegangan masukan yang

bersumber dari tegangan transformator. Tegangan transfomator yang masih berupa

tegangan AC disearahkan menggunakan jembatan dioda dan difilter menggunakan

kapasitor seperti yang ditunjukan pada gambar 2.10.

Gambar 2.10. Rangkaian Penyearah Tegangan AC[20]

Nilai kapasitor C dihitung menggunakan persamaan 2.11.

C =

√ (2.11)

Keterangan:

C = Kapasitor (µFarad)

= Arus beban (mA)

f = Frekuensi (Hz)

= Tegangan ripple rms (volt)

Nilai dihitung menggunakan persamaan 2.12.


20

-

(2.12)

Vr(p-p) atau tegangan ripple peak to peak merupakan selisih antara tegangan keluaran

jembatan dioda dengan tegangan masukan minimum IC LM78xx. Tegangan ripple peak to

peak dihitung menggunakan persamaan 2.13.

( - ) - (2.13)

Keterangan:

Vm = Tegangan keluaran jembatan dioda (volt)

Vmin = Tegangan minimum masukan IC LM78xx (volt)

Jika tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian

disearahkan menggunakan dioda, maka nilai Vm dapat dihitung menggunakan persamaan

2.14.

√ - (2.14)

Vac merupakan tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan transformator

step-down. Tegangan Vac dikurangi dengan nilai 1,4 volt jika rangkaian regulator tegangan

menggunakan penyearah gelombang penuh untuk menyearahkan tegangan AC dari

transformator.

2.9. Relay Elektromekanis[21]

Relay elektromekanis adalah relay yang menghasilkan pergerakan atau kontak saat

mendapatkan energi listrik. Relay elektromekanis terdiri dari dua bagian yaitu coil dan

contact. Bagian-bagian relay elektromekanis dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11. Bagian-bagian Relay Elektromekanis[21]

Coil adalah gulungan kawat yang dialiri arus listrik untuk menghasilkan energi.

Contact adalah jenis saklar yang pergerakannya tergantung dari besar arus yang mengalir


21

pada coil. Terdapat dua jenis contact yaitu normally opened contact dan normally closed

contact. Normally opened contact adalah kondisi dimana terminal relay elektromekanis

berada pada keadaan terbuka atau tidak terhubung sebelum coil dialiri arus listrik.

Normally closed contact adalah kondisi dimana terminal relay elektromekanis berada pada

keadaan tertutup atau terhubung sebelum coil dialiri arus listrik.

2.10. Transistor BJT Sebagai Saklar[20]

Transistor BJT adalah perangkat semikonduktor yang terdiri dari tiga lapis bahan

tipe-p dan tipe-n yaitu N-P-N atau P-N-P.

Gambar 2.12. Konfigurasi Common Emitter[20]

Penelitian ini menggunakan transistor dengan tipe N-P-N. Transistor N-P-N dapat

difungsikan sebagai saklar dengan memanfaatkan kondisi saturasi dan cut-off pada

konfigurasi common emitter sepeti yang ditunjukan gambar 2.12.

Arus kolektor pada terminal transistor N-P-N yang ditunjukan gambar 2.12 dapat

dihitung menggunakan persamaan 2.15.

IC = IB . β (2.15)

Keterangan:

IC = Arus terminal kolektor (mA)

IB = Arus terminal basis (µA)

β = Penguatan transistor


22

Transistor N-P-N berada pada kondisi cut-off jika tidak ada arus yang mengalir

melewati terminal basis. Arus basis dan arus kolektor dapat dihitung dengan persamaan

2.16 dan 2.17.

IB = -

(2.16)

IC = -

(2.17)

Keterangan:

VBB = Tegangan catu basis (volt)

VBE = Tegangan basis-emiter transistor (volt)

VCC = Tegangan catu kolektor (volt)

RB = Hambatan basis (ohm)

RC = Hambatan kolektor (ohm)

Karakteristik keluaran transistor N-P-N dan garis beban transistor N-P-N ditunjukan

pada gambar 2.13

Gambar 2.13. Garis Beban DC Transistor N-P-N[20]

Jika transistor N-P-N berada pada kondisi saturasi maka perubahan arus basis tidak

mempengaruhi arus kolektor. Arus kolektor pada kondisi ini dapat dihitung dengan

persamaan 2.18.


23

(2.18)

Jika transistor berada pada daerah saturasi maka tegangan VCE menjadi sangat kecil dan

transistor berada pada kondisi on.


24

BAB III

PERANCANGAN PENELITIAN

3.1. Arsitektur Sistem

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dibagi menjadi bagian pengukuran

dan bagian komunikasi. Bagian pengukuran dan bagian komunikasi terdiri dari beberapa

subsistem seperti pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Blok Diagram Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Pada bagian pengukuran, LCD menampilkan informasi kepada user. Informasi

yang ditampilkan adalah nilai konduktivitas hasil pengukuran. Sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan memiliki empat sensor konduktivitas dengan nilai konstanta

sel 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

. Pilihan sensor konduktivitas yang ingin digunakan

dapat dimasukan lewat tombol tekan. ADC-0 sampai dengan ADC-3 pada ATMega32

mengubah tegangan keluaran sensor konduktivitas menjadi data digital, sedangkan ADC-4

digunakan untuk mengubah tegangan keluaran sensor suhu. ATMega32 menggunakan

tegangan dari sensor konduktivitas dan sensor suhu untuk menghitung nilai konduktivitas

air kolam ikan. Nilai konduktivitas juga dikemas menjadi paket data.

Pada bagian komunikasi, RS-485 menghubungkan ATMega32 dengan sistem

akuisisi data dan sistem kontrol. ATMega32 mengirimkan paket data secara serial lewat

pin Tx-Rx ke sistem akuisisi data dan sistem kontrol. Nilai konduktivitas diukur dan

dikirim setelah sistem menerima perintah dari sistem akuisisi data.

SISTEM PENGUKURAN KONDUKTIVITAS AIR KOLAM

IKAN

Bagian Pengukuran Bagian Komunikasi

Sensor

konduktivitas

Sensor suhu

ATMega 32

Display

LCD

Rangkaian

tombol tekan

Pin

Tx-Rx RS-485

Sistem

akuisisi

data dan

sistem

kontrol


25

3.2. Perancangan Sensor Konduktivitas

Sensor konduktivitas pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan

menggunakan dua elektroda yang dibuat dari stainless steel setebal 1mm, sedangkan

kerangka sensor konduktivitas dibuat dari bahan acrylic dengan tebal 2mm.

3.2.1. Perancangan Konstanta Sel

Terdapat empat sensor konduktivitas dengan nilai konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

. Ukuran konstanta sel sensor konduktivitas dirancang berdasarkan persamaan

2.1.

a. KC = 1cm-1

dan ditetapkan A = 1cm2, dengan menggunakan persamaan 2.1

diperoleh d = 1cm. Luas area elektroda sebesar 1cm2 diperoleh dengan ketentuan

panjang elektroda adalah 1cm dan lebar elektroda adalah 1cm seperti pada gambar

3.2.


b. KC = 2cm-1




3.3.


1cm

1cm

2cm

1cm

1cm

1cm


26

c. KC = 5cm-1




3.4.


d. KC = 10cm-1




3.5.


3.2.2. Perancangan Rangkaian Sensor Konduktivitas

Sensor konduktivitas menggunakan catu daya DC (Vs) untuk eksitasi elektroda dan

sebuah resistor (Rs) yang diserikan dengan sensor konduktivitas seperti pada gambar 3.6.

Tegangan sumber Vs ditentukan sama dengan tegangan suplai ATMega32 yaitu 5 volt.

Resistor Rs untuk setiap konstanta sel memiliki nilai yang berbeda-beda. Besar Rs pada

konstanta sel 1cm-1

adalah 100 ohm, Rs pada konstanta sel 2cm-1

adalah 200 ohm, Rs pada

konstanta sel 5cm-1

adalah 500 ohm dan Rs pada konstanta sel 10cm-1

adalah 1000 ohm.

Resistor Rs memiliki dua fungsi. Pertama, Rs digunakan untuk menglinierkan nilai

tegangan keluaran sensor konduktivitas terhadap nilai konduktivitas hasil perhitungan.

1cm

10cm

1cm

1cm

5cm

1cm


27

Kedua, Rs digunakan untuk membatasi nilai keluaran sensor konduktivitas. Keluaran

sensor konduktivitas dihubungkan dengan ADC-0 untuk konstanta sel 1cm-1

sampai

dengan ADC-3 untuk konstanta sel 10cm-1

.

Gambar 3.6. Rangkaian Sensor Konduktivitas

3.3. Perancangan Sensor LM35

Sensor LM35 digunakan untuk mengukur suhu air. Sensor LM35 memiliki tiga pin

seperti pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Skema Rangkaian Sensor LM35

Pin satu sensor LM35 dihubungkan dengan catu daya 5 volt. Pin dua sensor LM35

dihubungkan dengan ADC-4 ATMega32, sehingga tegangan keluaran sensor LM35 dapat

dikonversi menjadi data digital. Data digital digunakan untuk menghitung nilai suhu air

yang terukur oleh sensor LM35. Pin tiga Sensor LM35 dihubungkan dengan titik ground.

1

2

3

5 volt

ADC-4

Ground

Vs = 5 volt

ADC 0 – ADC 3

Rs


28

3.4. Perancangan Catu Daya 5 Volt

Rangkaian catu daya berfungsi untuk menghasilkan tegangan DC konstan sebesar 5

volt dengan menggunakan IC LM7805. IC LM7805 mendapat masukan tegangan dari

keluaran transformator yang telah disearahkan menggunakan dioda dan kapasitor sebagai

filter. Rangkaian catu daya 5 volt ditunjukan pada gambar 3.8.

Gambar 3.8. Catu Daya 5 Volt

Rangkaian catu daya pada gambar 3.8 menggunakan Transformator CT dengan

arus 2A. Tegangan keluaran transformator CT disearahkan menggunakan dioda MR504

dengan rating arus 3A. Nilai kapasitor C2 sebesar 330nF dan kapasitor C3 sebesar 100nF

disesuaikan dengan datasheet IC LM7805. Nilai kapasitor C1 sebagai filter dapat dihitung

menggunakan persamaan 2.11, 2.12, 2.13 dan 2.14.

VAC pada gambar 3.8 merupakan tegangan AC sebesar 9 volt yang bersumber dari

transformator CT. Nilai VAC disubtitusi ke persamaan 2.14 sehingga diperoleh Vm sebesar

11,328 volt. Jika nilai Vm disubtitusi ke persamaan 2.13, dengan Vmin berdasarkan tabel

2.12 sebesar 7,3 volt maka diperoleh nilai Vr(p-p) sebesar 4,028 volt. Nilai Vr(p-p)

disubtitusi ke persamaan 2.12 sehingga diperoleh Vr(rms) sebesar 2,325 volt. Nilai

kapasitor C1 dihitung menggunakan persamaan 2.11, jika frekuensi yang digunakan

adalah 50Hz dengan Idc sebesar 2A dan Vr(rms) sebesar 2,325 volt maka diperoleh C1

sebesar 2069µF. Rangkaian catu daya 5 volt menggunakan kapasitor C1 dengan nilai

2200µF karena nilai kapasitor sebesar 2069µF tidak terdapat dipasaran.

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tiga catu daya 5

volt. Semua rangkaian catu daya menggunakan konfigurasi rangkaian dan nilai komponen

yang sama seperti pada gambar 3.8. Perbedaan antara ketiga rangkaian catu daya tersebut

adalah setiap rangkaian mencatu jenis beban yang berbeda-beda. Rangkaian catu daya satu

mencatu minimum sistem dan rangkaian sensor. Rangkian catu daya dua mencatu

rangkaian RS-485. Rangkaian catu daya tiga mencatu rangkaian tombol tekan dan LCD.


29

3.5. Perancangan Minimum Sistem

Minimum sistem merupakan pusat kontrol dan pengolahan data pada sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan. Rangkaian minimum sistem terdiri dari

ATMega32 sebagai komponen utama, rangkaian clock eksternal, rangkaian reset dan RS-

485. Rangkaian ATMega32 dapat dilihat pada gambar 3.9.

Gambar 3.9. Rangkaian ATMega32

Konfigurasi penggunaan port ATMega32 dapat dilihat pada tabel 3.1.

Tabel 3.1. Fungsi Port ATMega32

Port Pin Fungsi

A

0 ADC konstanta sel 1cm-1




4 ADC suhu (dari LM35)

B

0 Keluaran RS LCD

1 Keluaran RW LCD

2 Keluaran E LCD

4-7 Keluaran D1 – D4 LCD


30

Tabel 3.1. (Lanjutan) Fungsi Port ATMega32

Port Pin Fungsi

C

0 Masukan tombol pilih konstanta sel 1cm-1




4 Masukan tombol next

5 Masukan tombol back

D

0 Penerima data (serial komunikasi dengan akuisisi data)

1 Pengirim data (serial komunikasi dengan akuisisi data)

2 Kontrol pin RE/DE RS-485

Rangkaian clock eksternal terdiri dari kapasitor C5, kapasitor C6 dan kristal

12MHz seperti pada gambar 3.10. Nilai kapasitor C5 dan C6 sesuai dengan datasheet

ATMega32 sebesar 22pF. Rangkaian clock eksternal berfungsi menghasilkan gelombang

dengan frekuensi sebesar 12MHz. Gelombang ini berfungsi sebagai clock ATMega32.

Gambar 3.10. Rangkaian Clock Eksternal, Rangkaian Reset dan RS-485

Rangkaian reset terdiri dari resistor R1 sebesar 4k7Ohm, kapasitor C4 sebesar 10nF

dan tombol tekan seperti pada gambar 3.10. Rangkaian reset berfungsi sebagai low filter

saat push button off, sedangkan saat push button on rangkaian reset mengalirkan arus ke

pin reset lewat resistor R1. RS-485 berfungsi sebagai jalur komunikasi antara minimum

sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem akuisisi data. RS-485

melewatkan data dari sistem akuisisi data ke pin Tx-Rx pada portd.0 dan portd.1

ATMega32. Pin RE dan DE pada RS-485 berfungsi sebagai pengontrol mode komunikasi

antara RS-485 dan ATMega32.


31

3.6. Perancangan Rangkaian Tombol Tekan

Rangkaian tombol tekan berfungsi memasukan pilihan nilai konstanta sel sensor

konduktivitas yang digunakan oleh user ke ATMega32. Rangkaian tombol tekan terdiri

dari enam resistor pull-up dan enam tombol tekan. Resistor pull-up memiliki besar 10k

ohm. Resistor pull-up berfungsi untuk memberikan logika “tinggi” pada portc ATMega32

saat tombol ditekan. Saat tombol tidak ditekan maka portc ATMega32 mendapat logika

“rendah”. Nilai resistor pull-up dirancang berdasarkan datasheet ATMega32.

Gambar 3.11. Rangkaian Tombol Tekan

Keluaran rangkaian tombol tekan dihubungkan dengan portc ATMega32 yang

berfungsi sebagai port input. Tombol tekan terdiri dari dua jenis tombol yaitu tombol menu

dan tombol select untuk memilih nilai konstanta sel. Tombol menu terdiri dari tombol next

dan tombol back. Tombol next berfungsi untuk melanjutkan proses sedangkan tombol back

untuk kembali ke menu sebelumnya. Tombol ini berguna saat user melakukan penggantian

nilai konstanta sel. Tombol select terdiri dari empat tombol untuk memilih nilai konstanta

sel yaitu 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

.

3.7. Perancangan Rangkaian LCD 16x2

Rangkaian LCD 16x2 seperti pada gambar 3.12 berfungsi untuk menampilkan

informasi dari ATMega32 kepada user. Rangkaian LCD 16x2 terhubung dengan portb

pada ATMega32. LCD 16x2 menerima catu 5 volt lewat pin VDD, sedangkan pin VSS

pada LCD 16x2 dihubungkan dengan ground. Pengaturan kontras pada LCD 16x2

dilakukan lewat pin VEE. Pin VEE mendapatkan masukan berupa tegangan dari 0 volt

sampai 5 volt untuk mengatur tingkat kontras LCD 16x2. Potensio 5k ohm pada rangkaian

LCD 16x2 digunakan untuk mengatur tegangan masukan pada pin VEE.


32

Gambar 3.12. Rangkaian LCD 16x2

3.8. Perancangan Program

Program ATMega32 dibuat menggunakan bahasa C dan di-compile dalam bentuk

file *.hex. Perancangan program ATMega32 dibuat dalam bentuk flowchart. Flowchart

progam sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dibagi dalam empat subroutine

yang ditunjukan pada gambar 3.13.

Gambar 3.13. Flowchart Progam Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

MULAI

Pemilihan nilai KC

Pengukuran nilai

konduktivitas

1

2

3

Inisialisasi port,

ADC, LCD, Tx-Rx

Terima data

Kirim data

4

5


33

1. Program melakukan inisialisasi pada port, ADC, LCD, terminal Tx dan Rx

ATMega32.

2. Subroutine ini berisikan program untuk menentukan nilai konstanta sel.

3. Subroutine ini berisikan program penerimaan data dari sistem akuisisi data.

4. Subroutine ini berisikan program pengukuran nilai konduktivitas.

5. Subroutine ini berisikan program pengiriman data ke sistem akuisisi data

3.8.1. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel

User menentukan nilai konstanta sel pada program dengan menekan salah satu dari

empat tombol tekan yang merepresentasikan nilai konstanta sel. ATMega32 merespon

masukan user berdasarkan flowchart subroutine pemilihan nilai konstanta sel. Setelah

memilih nilai konstanta sel user harus menekan tombol next untuk melanjutkan ke mode

berikutnya.

Gambar 3.14. Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel

MULAI

Tampil “ Pilih Sensor”

Portc.0

= 1

Ambil data portc

Portc.1

= 1

Portc.2

= 1

Portc.3

= 1

KC = 1 KC = 2 KC = 5 KC = 10

A

Tidak Tidak Tidak Tidak

Ya Ya Ya Ya


34

Gambar 3.14.(Lanjutan) Flowchart Subroutine Pemilihan Nilai Konstanta Sel

3.8.2. Flowchart Subroutine Terima Data

Gambar 3.15. Flowchart Subroutine Terima Data

MULAI

Aktifkan penerima

Apakah data

ada ?

Simpan Data

Nonaktifkan penerima

KEMBALI

Portc.5=1

Pemilihan

nilai KC

Data = “E”

Tidak

Tidak

Tidak Ya

Ya

Ya

Ambil data portc

A

Tampil Nilai KC di LCD

Portc.4 = 1

KEMBALI

T

Ya

Ambil data portc

Tidak


35

Bagian penerima pada sistem diaktifkan melalui dua tahap. Pertama, memberikan

logika rendah pada portd.2 ATMega32 sehingga RS-485 beralih ke mode penerima.

Kedua, mengaktifan register penerima ATMega32 dengan memberikan nilai satu pada

register RXEN. Jika penerima aktif maka ATMega32 kemudian memeriksa data yang

diterima lewat register RXC. Jika terdapat data pada bagian penerima maka register RXC

bernilai satu. Jika tidak ada data maka RXC bernilai nol, pada fase ini user masih dapat

melakukan penggantian nilai konstanta sel dengan menekan tombol back. Jika user

menekan tombol back maka ATMega32 kembali ke subroutine pemilihan nilai konstanta

sel. Jika ada data yang diterima maka ATMega32 menyalin data yang masih tersimpan

dalam register UDR ke variabel “Data_terima”. Jika data pada variabel “Data_terima”

bukan karakter “E” maka ATMega32 kembali lagi ke proses penerimaan data, namun jika

data tersebut adalah karakter “E” maka proses dilanjutkan. Setelah menerima informasi,

ATMega32 mengnonaktifkan register penerima dengan cara memberikan nilai nol pada

register RXEN dan melanjutkan ke subroutine berikutnya.

3.8.3. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas

Flowchart ini terdiri dari dua subroutine yaitu konversi ADC-0 sampai ADC-4 dan

hitung nilai konduktivitas. Flowchart subroutine pengukuran nilai konduktivitas dapat

dilihat pada gambar 3.16.

Gambar 3.16. Flowchart Subroutine Pengukuran Nilai Konduktivitas

MULAI

Konversi ADC 0 - 4

Hitung nilai

konduktivitas

KEMBALI

Ubah nilai konduktivitas

menjadi paket data


36

ATMega32 menggunakan persamaan 2.10 untuk mengubah data digital dari sensor

konduktivitas menjadi nilai tegangan sensor konduktivitas. ATMega32 menghitung nilai

konduktivitas menggunakan nilai tegangan tersebut. Nilai konduktivitas dikemas dalam

paket data dengan menambahkan header berupa karakter “O” dan tail berupa karakter “#”.

Karakter “O” pada paket data menandakan bahwa data berasal dari sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan. Karakter “#” berguna sebagai sebagai kode pengakhir paket

data.

a. Subroutine Konversi ADC

Konversi data digital sensor suhu dan sensor konduktivitas menjadi nilai tegangan

didasarkan pada persaman 2.10. Konversi suhu harus dikalikan dengan 100 karena

tegangan yang terbaca pada ADC adalah perkalian 10m volt dengan suhu seperti pada

persamaan 2.8.

Gambar 3.17. Flowchart Subroutine Konversi ADC

MULAI

KC=1

Rs = 100

KC=2 KC=5 KC=10

Rs = 200 Rs = 500 Rs = 1000

KEMBALI

Ya Ya Ya Ya

Tidak Tidak Tidak

Tidak


37

b. Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas

Perhitungan RLarutan didasarkan pada persamaan 2.7 sedangkan perhitungan nilai

konduktivitas didasarkan pada persamaan 2.5. Nilai konduktivitas pada persamaan 2.5

dikalikan dengan satu juta karena satuan konduktivitas yang ditetapkan memiliki besar

satuan dalam ukuran µS/cm atau 10-6

S/cm.

Gambar 3.18. Flowchart Subroutine Hitung Nilai Konduktivitas

3.8.4. Flowchart Subroutine Kirim Data

Gambar 3.19. Flowchart Subroutine Kirim Data

MULAI

Aktifkan pengirim

Apakah data

ada ?

Kirim data

B

Ya

Tidak

=

MULAI

KEMBALI


38

Gambar 3.19. (Lanjutan) Flowchart Subroutine Kirim Data

Bagian pengirim pada sistem diaktifkan melalui dua tahap. Pertama memberi logika

tinggi pada portd.2 sehingga RS-485 beralih ke mode pengiriman. Kedua, Mengaktifan

register pengirim pada ATMega32 dengan cara memberikan nilai satu pada register TXEN.

Setelah bagian pengirim aktif maka ATMega32 mengirimkan data hasil pengukuran ke

sistem akuisisi data. ATMega32 melakukan pengecekan pengiriman pada register TXC.

Jika TXC bernilai nol, maka data belum terkirim. Sehingga ATMega32 kembali pada fase

pengiriman data. Jika TXC bernilai satu maka data sudah terkirim. ATMega32 kemuadian

menampilkan nilai konduktivitas hasil pengukuran pada LCD dan mengnonaktifkan

register penerima dengan cara memberikan nilai nol pada register TXEN.

Nonaktifkan penerima

KEMBALI

B

Tampil Nilai

konduktivitas di LCD


39

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab hasil dan pembahasan berisikan pemaparan mengenai perangkat sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan, pengoperasian sistem pengukuran konduktivitas

air kolam ikan, pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan pengujian

subsistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan.

4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari satu kotak pengukuran,

empat sensor konduktivitas dan satu sensor suhu seperti pada gambar 4.1. Kotak

pengukuran terbuat dari bahan akrilik setebal 5mm. Kotak ini memiliki panjang 20 cm,

lebar 20 cm dan tinggi 10 cm. Kotak pengukuran berfungsi sebagai pelindung rangkaian

elektronik pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan.

Keterangan gambar:

1. Kotak pengukuran

2. Perangkat sensor

Gambar 4.1. Perangkat Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Rangkaian elektronik pada kotak pengukuran membutuhkan daya listrik untuk

bekerja. Daya listrik utama pada sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan

bersumber dari jala-jala listrik. User harus menghubungkan kotak dengan jala-jala listrik

lewat terminal AC 220 volt pada kotak pengukuran seperti gambar 4.2.

1

2

20 cm

20 cm

20 cm


40

Keterangan gambar:

1. Saklar on-off kotak pengukuran

2. Terminal AC 220 volt

Gambar 4.2. Terminal AC 220 Volt dan Saklar On-Off Kotak Pengukuran

Kotak pengukuran yang telah terhubung dengan jala-jala listrik dapat diputus dan

dihubung menggunakan saklar on-off seperti gambar 4.2. Setelah kotak pengukuran

terhubung dengan tegangan AC 220 volt dan user memposisikan saklar pada posisi on

maka rangkaian elektronik mulai bekerja. Rangkaian elektronik pada kotak pengukuran

terdiri dari rangkaian catu daya dan rangkaian minimum sistem.

Rangkaian catu daya menghasilkan tegangan DC 5 volt yang stabil. Tegangan DC 5

volt berfungsi sebagai catu daya untuk rangkaian lain pada minimum sistem kotak

pengukuran. Rangkaian catu daya pada gambar 4.3 terdiri tiga terminal. Terminal catu

daya satu mensuplai rangkaian ATMega32, sensor konduktivitas dan sensor suhu.

Terminal catu daya dua mensuplai rangkaian LCD dan tombol tekan sedangkan terminal

catu daya tiga mensuplai rangkaian driver relay dan RS-485.

Keterangan gambar :

1. Konektor AC 9 volt dan ground

2. Dioda 3A

3. LM 7805

4. Kapasitor 2200µF

5. Kapasitor 330nF

6. Kapasitor 100nF

7. Terminal keluaran 5volt

Gambar 4.3. Rangkaian Catu Daya 5 Volt

1

2


41

Rangkaian minimum sistem pada gambar 4.4 terdiri dari rangkaian ATMega32,

rangkaian tombol tekan, rangkaian driver relay, rangkaian RS-485 dan rangkaian sensor

konduktivitas.

Keterangan gambar:

1. Terminal catu daya 5 volt

2. Soket ATMega32

3. Rangkaian osilator 12MHz

4. Rangkaian reset dan indikator 5 volt

5. Terminal LCD (Portb)

6. Terminal sensor LM35 dan

terminal sensor konduktivitas

7. Terminal rangkaian sensor konduktivitas

dan terminal tombol tekan

8. Rangkaian driver relay

9. Soket IC MAX485

Gambar 4.4. Rangkaian Minimum Sistem

Perangkat interface antara user dengan ATMega32 terdiri dari rangkaian LCD dan

tombol tekan. Rangkaian LCD dan tombol tekan ditunjukan pada gambar 4.5.

Keterangan gambar:

1. LCD

2. Tombol next

3. Tombol back

4. Tombol pilih konstanta sel 1cm-1




Gambar 4.5. Tombol Tekan dan LCD

1

2 3

4 5 7 6


42

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan memiliki terminal keluaran yang

terdiri dari terminal sensor dan terminal komunikasi RS-485. Terminal RS-485 dan

terminal sensor dapat dilihat pada gambar 4.6. Terminal RS-485 merupakan jalur

komunikasi antara kotak pengukuran dan sistem akuisisi data.

Keterangan gambar:

1. Terminal sensor KC=1cm-1




5. Terminal sensor LM35

6. Terminal komunikasi RS-485

Gambar 4.6. Terminal Komunikasi RS-485 dan Terminal Sensor

Kerangka sensor konduktivitas terbuat dari bahan akrilik setebal 2mm. Akrilik pada

sensor konduktivitas berfungsi sebagai isolator untuk menempelkan elektroda sensor

konduktivitas. Elektroda terbuat dari bahan stainless steel dengan tebal 1mm. Sensor

konduktivitas memiliki satu bagian kosong sebagai jalur masuk dan keluarnya sampel air

seperti pada gambar 4.7.

Keterangan gambar:

1. “a” adalah jarak kedua elektroda

2. “b” adalah lebar elektroda

3. “c” adalah panjang elektroda

Gambar 4.7. Kerangka Sensor Konduktivitas KC = 1cm-1

Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm1

memiliki dimensi ruang 1cm x

1cm x 1cm pada awal perancangan. Ukuran sensor yang kecil menyebabkan sampel air

tertinggal pada ruang sensor. Ukuran sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1

5 4 1 2 3 6

a = 2cm

c = 2cm

b= 1cm


43

diperbesar menjadi 2cm x 1cm x 2cm untuk memperlancar aliran sampel air yang masuk

dan keluar sensor konduktivitas, sehingga tidak ada air yang tertinggal pada ruang sensor.

Sensor suhu terdiri dari dua bagian yaitu bagian kerangka sensor dan sensor LM35.

Sensor LM35 terletak di ujung kerangka sensor dan mengalami kontak langsung dengan

sampel air seperti pada gambar 4.8.

Keterangan :

1. Sensor LM35

2. Kerangka sensor suhu

Gambar 4.8. Sensor Suhu

Pada proses pengukuran dengan larutan yang sama, jika elektroda sensor

konduktivitas terus-menerus mendapat eksitasi dari catu daya maka hasil pengukuran

konduktivitas terus berubah. Nilai konduktivitas yang mengalami perubahan akibat

pencatuan terus-menerus dapat dilihat pada gambar 4.9.

Gambar 4.9. Grafik Penurunan Nilai Konduktivitas Terhadap Waktu

Nilai konduktivitas yang dihasilkan merupakan hasil pengukuran sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan pada larutan NaOH dengan konsentrasi berbeda-

beda. Pengujian sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1

menggunakan larutan

NaOH dengan konsentrasi 0,005%, konstanta sel 2cm-1

menggunakan larutan NaOH

dengan konsentrasi 0,03%, konstanta sel 5cm-1

menggunakan larutan NaOH dengan

konsentrasi 0,9% sedangkan konstanta sel 10cm-1

menggunakan dengan konsentrasi 0,12%.

0; 160 50; 150

0; 1159 50; 740

0, 3733

50; 2370

0; 7353

50; 5957

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 10 20 30 40 50 60

Kon

du

kti

vit

as

( µ

S/c

m)

Waktu (detik)

Waktu Vs Konduktivitas

Kc=1cm-1

Kc=2cm-1

Kc=5cm-1

Kc=10cm-1

1

2


44

Hasil pengukuran konduktivitas larutan NaOH dari keempat sensor konduktivitas

mengalami penurunan. Jumlah penurunan nilai konduktivitas tersebut berbeda-beda untuk

setiap sensor konduktivitas. Penurunan nilai konduktivitas hasil pengukuran disebabkan

oleh perubahan besar resistansi larutan jika terlalu lama mengalami eksitasi.

Penambahan rangkaian relay digunakan untuk mengatasi masalah ini. Relay

berfungsi untuk menghubungkan salah satu elektroda sensor konduktivitas dengan titik

tegangan 5 volt(sensor-on). Hal ini terjadi setelah sistem pengukuran konduktivitas air

kolam ikan menerima instruksi untuk mengirimkan nilai konduktivitas air ke sistem

akuisisi data. Setelah sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan melakukan

pengukuran dan pengiriman data ke sistem akuisisi data, relay mengalihkan titik

sambungan elektroda ke ground(sensor-off) sehingga tidak terjadi lagi eksitasi.

Arus keluaran ATMega32 tidak cukup untuk mengaktifkan relay. Arus tersebut

harus dikuatkan dengan rangkaian transistor seperti pada gambar 4.10. Titik bersama

(common terminal) relay dihubungkan dengan salah satu elektroda sensor konduktivitas.

Titik n.c (normally closed) relay dihubungkan dengan ground sehingga saat relay tidak

aktif elektroda sensor tetap terhubung dengan ground dan tidak mengalami eksitasi. Titik

n.o (normally opened) relay dihubungkan dengan catu daya 5 volt sehingga saat relay aktif

elektroda sensor terhubung dengan tegangan 5 volt dan mengalami eksitasi sesaat.

Gambar 4.10. Rangkaian Driver Relay

Rangkaian pada gambar 4.10 menggunakan relay SRD 5 volt dengan hambatan coil

sebesar 87 ohm, transistor C828 dengan faktor penguatan sebesar 130, resistor R8 sebesar

10k ohm yang diperoleh dari hasil perhitungan menggunakan persamaan 2.16 dan dioda

1N4004 sebagai pengaman arus balik relay.


45

4.2. Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan terdiri dari tiga mode

pengoperasian. Mode pertama adalah mode pemilihan konstanta sel sensor konduktivitas,

mode kedua adalah mode penerimaan data-hasil pengukuran, sedangkan mode ketiga

adalah mode pengukuran-pengiriman data seperti pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Skema Pengoperasian Sistem

Mode Pemilihan Konstanta Sel Sensor

Mode Terima Data-Hasil

Pengukuran Mode Pengukuran

- Pengiriman Data

Tombol

next-back

Pengalihan

tampilan

Perintah

pengukuran

Pengoperasian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan


46

Pengoperasian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan seperti pada gambar

4.11 dilakukan berdasarkan langkah-langkah di bawah ini.

1. Sistem dimulai dengan mode pemilihan konstanta sel sensor. LCD menampilkan

pilihan sensor dengan konstanta sel yang berbeda-beda. User dapat memilih

konstanta sel sensor dengan menekan tombol tekan yang merepresentasikan nilai

konstanta sel sensor tersebut. Jika user tidak memilih konstanta sel sensor maka

user tidak dapat berpindah ke mode berikutnya. Setelah user memilih konstanta sel

sensor, user harus menekan tombol next untuk berpindah ke mode berikutnya.

2. Sistem beralih ke mode terima data-hasil pengukuran setelah user menekan tombol

next. Pada mode ini sistem menampilkan informasi konstanta sel yang telah dipilih.

Sistem juga menampilkan karakter “Terima Data” yang menunjukan bahwa sistem

berada pada kondisi siap menerima data dari sistem akuisisi data. sistem menerima

data yang sesuai dari sistem akuisisi data maka sistem beralih ke mode pengukuran-

pengiriman data. Setelah itu sistem kembali lagi ke mode terima data-hasil

pengukuran. Perpindahan antara mode terima data-hasil pengukuran dan mode

pengukuran-pengiriman data terjadi secara otomatis tanpa interfensi dari user.

Setelah sistem beralih ke mode terima data-hasil pengukuran, sistem langsung

menampilkan informasi hasil pengukuran seperti pada gambar 4.12.

Gambar 4.12. Tampilan Hasil Pengukuran dengan KC = 1cm-1

Informasi yang ditampilkan setelah melakukan proses pengukuran adalah nilai

konduktivitas yang ditunjukan oleh variabel “Kon”, nilai konstanta sel sensor yang

ditunjukan oleh variabel “K”, nilai tegangan keluaran sensor konduktivitas yang

ditunjukan oleh variabel “V” dan nilai suhu yang ditunjukan oleh variabel “S”.

User dapat kembali ke mode pemilihan konstanta sel sensor dengan menekan

tombol back.

3. Sistem pada mode pengukuran-pengiriman data melakukan eksitasi elektroda,

membaca tegangan sensor suhu dan sensor konduktivitas, menghitung nilai

konduktivitas, mengemas nilai konduktivitas dalam paket data dan mengirimkan

paket data ke sistem akuisisi data.


47

4.3. Pengujian Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dilakukan untuk

menentukan kemampuan sistem dalam melakukan pengukuran konduktivitas pada sampel

air sebagai tempat hidup ikan. Langkah awal pengujian adalah menyediakan sampel

sebagai objek pengukuran. Nilai konduktivitas sampel harus bervariasi sehingga

kemampuan sistem dalam melakukan pengukuran dapat dianalisis untuk berbagai nilai

konduktivitas.

4.3.1. Pengujian Larutan NaOH

Sampel pengujian sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan adalah larutan

NaOH dengan 16 macam kosenstrasi. Hasil pengujian konduktivitas pada larutan NaOH

menggunakan alat ukur baku dengan kode prodruksi BENCHTOP H208G ditunjukan pada

gambar 4.13.

Gambar 4.13. Hubungan Konsentrasi dan Konduktivitas Larutan NaOH

Larutan NaOH dapat digunakan sebagai sampel pengujian sistem karena mampu

menghasilkan nilai konduktivitas pada jangkauan pengukuran sistem. Nilai konduktivitas

terkecil pada larutan NaOH yang diuji adalah 163µS/cm, dengan kenaikan rata-rata

200µS/cm setiap penambahan 0,005% konsentrasi larutan NaOH maka diperoleh nilai

konduktivitas terbesar yaitu 5690µS/cm. Hasil pengukuran sistem pada larutan NaOH

digunakan sebagai tolak-ukur keberhasilan sistem dalam mengukur konduktivitas air

kolam ikan.

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0,00 0,02 0,03 0,05 0,06 0,08 0,09 0,11 0,12 0,14 0,15

Kon

du

kti

vit

as

NaO

H (

µS

/cm

)

Konsentrasi NaOH (%)

Konsentrasi NaOH(%)Vs Konduktivitas NaOH(µS/cm)


48

4.3.2. Hasil Pengukuran Sistem pada Larutan NaOH

Sistem mengukur konduktivitas larutan NaOH menggunakan empat sensor

konduktivitas, sehingga diperoleh empat hasil pengukuran untuk satu macam konsentrasi

larutan NaOH. Tabel 4.1 menunjukan perbandingan hasil pengukuran sistem dengan hasil

pengukuran BENCHTOP H208G. Kesesuaian antara hasil pengukuran BENCHTOP

H208G dengan hasil pengukuran sistem dinilai berdasarkan besar persentase error.

Persentase error dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.

|

| .

Persentase error antara hasil pengukuran alat ukur baku dan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan ditunjukan pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Pengukuran Konduktivitas Alat Ukur Baku dan Sistem

No

BENCH

TOP

H208G

(µS/cm)

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan

KC = 1cm-1

KC = 2cm-1

KC = 5cm-1

KC = 10cm-1

Hasil

(µS/cm)

Error

(%)

Hasil

(µS/cm)

Error

(%)

Hasil

(µS/cm)

Error

(%)

Hasil

(µS/cm)

Error

(%)

1 163 161 1 204 25 367 125 674 314

2 363 362 0 428 18 729 101 1140 214

3 576 568 1 621 8 1037 80 1576 174

4 756 751 1 861 14 1313 74 2034 169

5 1199 911 24 1190 1 1905 59 3034 153

6 1376 1042 24 1369 1 2216 61 3565 159

7 1626 1168 28 1633 1 2557 57 4025 148

8 2090 1488 29 2091 0 3000 44 4714 126

9 2840 1767 38 2248 21 3350 18 5410 91

10 3750 2018 46 2416 36 3752 0 6023 61

11 4190 2140 49 2671 36 4189 0 6575 57

12 4590 2253 51 2889 37 4581 0 6952 52

13 4830 2498 48 3137 35 4829 0 7078 47

14 5010 2751 45 3339 33 5007 0 7200 44

15 5240 3047 42 3514 33 5243 0 7391 41

16 5690 3297 42 4021 29 5668 0 7994 41

Rata-rata

error (%) 29 21 39 118

Setiap sensor konduktivitas memiliki error yang besar terhadap pengukuran

konduktivitas larutan NaOH. Jika semua error dirata-rata untuk setiap pengukuran


49

konstanta sel, maka sensor konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1

memiliki error paling

kecil yaitu 21%. Jika sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan berpatokan pada

error ini, maka terjadi kesalahan kontrol dengan perbedaan nilai yang besar pada sistem

kontrol. Nilai konduktivitas yang terukur dan dikirim oleh sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan ke sistem kontrol adalah 4740 µS/cm, saat konduktivitas air

kolam ikan sudah berada pada nilai 6000 µS/cm.

Hubungan pengukuran alat ukur baku(Benchtop H208G) dan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan ditunjukan pada gambar 4.14.

Gambar 4.14. Hubungan Pengukuran Alat Ukur Baku dan Sistem

Konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

memiliki daerah penyimpangan

terhadap hasil pengukuran konduktivitas alat ukur baku seperti yang ditunjukan gambar

4.14. Hal ini menyebabkan error yang besar terhadap hasil pengukuran konduktivitas

semua konstanta sel sensor. Perbedaan hasil pengukuran antara konstanta sel 1cm-1

dan

alat ukur baku memiliki kecenderungan semakin besar pada daerah pengukuran lebih dari

756µS/cm. Konstanta sel 2cm-1

memiliki kecenderungan error yang semakin besar pada

daerah pengukuran lebih dari 2090µS/cm. Konstanta sel 5cm-1

memiliki kecenderungan

error yang semakin besar pada daerah pengukuran kurang dari 3750 µS/cm. Daerah hasil

pengukuran konstanta sel 10cm-1

selalu berada diatas hasil pengukuran alat ukur baku.

Perbedaan daerah pengukuran antara konstanta sel 10cm-1

dan alat ukur baku semakin

kecil jika mendekati nilai konduktivitas 5690µS/cm namun error yang dihasilkan masih

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000

Kon

du

kti

vit

as

Sis

tem

(µ

S/c

m)

Konduktivitas (µS/cm)

Pengukuran Alat Ukur Baku Vs Pengukuran Sistem

Kc=1cm-1 Kc=2cm-1 Kc=5cm-1 Kc=10cm-1 " BENCHTOP H208G"


50

besar yaitu 41%. Hal ini menunjukan bahwa konstanta sel 10cm-1

tidak memiliki daerah

pengukuran pada rentang 0µS/cm-5690 µS/cm.

Konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

dapat melakukan pengukuran dengan error

yang kecil, namun dibatasi pada jangkauan pengukuran yang berbeda-beda. Daerah

pengukuran yang dapat dijangkau ketiga sensor dan daerah pengukuran yang tidak dapat

dijangkau ketiga sensor pada rentang pengkuran 0µS/cm-5690 µS/cm ditunjukan pada

gambar 4.15. Konstanta sel 10cm-1

tidak dimasukan pada gambar 4.15 karena jangkauan

pengukurannya berada diluar rentang 0µS/cm-5690 µS/cm.

Gambar 4.15. Jangkauan Pengukuran Konstanta Sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1



dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 163µS/cm sampai 756µS/cm dengan rata-

rata error 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1

mampu melakukan

pengukuran dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 1193µS/cm sampai 2090

µS/cm dengan rata-rata error 1%. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 5cm-1

mampu

melakukan pengukuran dengan benar pada jangkaun nilai konduktivitas 3750µS/cm

sampai 5690µS/cm dengan rata-rata error 0%.

1767

2248

3350

2799

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

kon

du

kti

vit

as

sist

em(µ

S/c

m)

Konduktivitas alat ukur baku (µS/cm)

Jangkauan Pengukuran Sensor Konduktivitas pada

Rentang Nilai 0µS/cm-5690µS/cm

Daerah Jangkauan Kc=1cm-1, Kc=2cm-1 dan Kc=5cm-1

Pembacaan Kc=1cm-1 pada sampel 0,07% NaOH



Hasil rata-rata pembacaan Kc=5cm-1 dan Kc=2cm-1 pada sampel 0,07% NaOH

Kc =

2cm-1

Kc =

1cm-1

Daerah

tidak

terjangkau

Kc = 5cm-1


51

Daerah pengukuran yang tidak terjangkau oleh ketiga sensor konduktivitas terdapat

pada larutan NaOH dengan konsentrasi 0,07% seperti yang ditunjukan oleh gambar 4.15.

Nilai konduktivitas pada daerah yang tidak terjangkau dapat didekati dengan cara merata-

rata hasil pengukuran dua sensor konduktivitas yang memiliki daerah pengukuran paling

dekat dengan nilai konduktivitas larutan tersebut yaitu sensor konduktivitas dengan

konstanta sel 2cm-1

dan 5cm-1

. Jika hasil pengukuran konduktivitas konstanta sel 2cm-1

dan

5cm-1

pada larutan 0,07% yaitu 2248 µS/cm dan 3350 µS/cm dirata-rata maka diperoleh

nilai konduktivitas untuk larutan NaOH dengan konsentrasi 0,07% sebesar 2799 µS/cm.

Perbedaan hasil rata-rata ini dengan hasil pengukuran alat ukur BENCHTOP adalah 1%.

Pengukuran konduktivitas memiliki kelemahan seperti yang telah ditunjukan pada

gambar 4.9. Nilai konduktivitas berubah jika mendapatkan eksitasi terus-menerus. Sistem

sudah ditambah dengan rangkaian relay namun masih mengalami pengaruh eksitasi.

Tingkat ketidakstabilan hasil pengukuran sensor konduktivitas akibat hambatan eksitasi

ditunjukan pada tabel 4.2, tabel 4.3 dan tabel 4.4

Tabel 4.2. Tingkat Ketidakstabilan Hasil Pengukuran Konduktivitas KC = 1cm-1

Kc = 1cm-1

Hasil

(µS/cm)

Max

(µS/cm)

Min

(µS/cm)

Selisih

hasil-

max

(µS/cm)

Selisih

hasil-

min

(µS/cm)

Persentase

selisih

hasil-max

(%)

Persentase

selisih

hasil-min

(%)

161 164 154 3 7 2 4

362 370 356 8 6 3 2

568 598 544 30 24 5 4

751 762 729 11 22 2 3

rata-rata 13 15 3 3

Tabel 4.3. Tingkat Ketidakstabilan Pengukuran Konduktivitas KC = 2cm-1

KC = 2cm-1

Hasil

(µS/cm)

Max

(µS/cm)

Min

(µS/cm)

Selisih

hasil-

max

(µS/cm)

Selisih

hasil-

min

(µS/cm)

Persentase

selisih

hasil-max

(%)

Persentase

selisih

hasil-min

(%)

1190 1209 1185 19 5 2 0

1369 1382 1344 13 25 1 2

1633 1652 1612 19 21 1 1

2091 2117 2048 26 43 1 2

rata-rata 20 23 1 1


52

Tabel 4.4. Tingkat Ketidakstabilan Pengukuran Konduktivitas KC = 5cm-1

KC = 5cm-1

Hasil

(µS/cm)

Max

(µS/cm)

Min

(µS/cm)

Selisih

hasil-

max

(µS/cm)

Selisih

hasil-

min

(µS/cm)

Persentase

selisih

hasil-max

(%)

Persentase

selisih

hasil-min

(%)

3752 3795 3739 43 13 1 0

4189 4224 4165 35 24 1 1

4581 4622 4561 41 20 1 0

4829 4881 4796 52 33 1 1

5007 5076 4940 69 67 1 1

5243 5282 5231 39 12 1 0

5668 5741 5599 73 69 1 1

rata-rata 50 34 1 1

Setiap sensor konduktivitas menghasilkan tingkat ketidakstabilan pengukuran yang

berbeda-beda. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1

memiliki 3% tingkat

ketidakstabilan pada jangkauan maksimum dan 3% untuk jangkauan minimum. Sensor

konduktivitas dengan konstanta sel 2cm-1

memiliki 1% tingkat ketidakstabilan pada

jangkauan maksimum dan 1 % untuk jangkauan minimum. Sensor konduktivitas dengan

konstanta sel 5cm-1

memiliki 1% tingkat ketidakstabilan pada jangkauan maksimum dan

1% untuk jangkauan minimum. Tingkat ketidakstabilan minimum pada konstanta sel 5 cm1

sebesar 1% membuat pengukuran batas aman konduktivitas air turun 1% dari 5000µS/cm

menjadi 4950 µS/cm. Pencegahan kesalahan kontrol kualitas air karena ketidakstabilan ini

adalah menurunkan level aman konduktivitas menjadi 4950 µS/cm. Jika konduktivitas air

lebih dari 5000µS/cm maka hasil pengukuran sistem juga lebih dari 4950 µS/cm, sehingga

dengan batas aman 4950 µS/cm sistem kontrol langsung melakukan kontrol untuk

menetralkan nilai konduktivitas air kolam ikan.

4.3.3. Hasil Pengukuran Sistem pada Air Habitat Ikan dan Air Kolam

Sistem Kontrol

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan melakukan pengukuran pada

berbagai sampel air yang berasal dari habitat ikan seperti yang ditunjukan tabel 4.5. Hasil

pengukuran konduktivitas ditetapkan berdasarkan jangkauan pengukuran sensor

konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

.


53

Tabel 4.5. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Habitat Ikan

No Jenis air

Nilai

Konduktivitas

(µS/cm)

Kondisi Lokasi

1 Kolam ikan I 292 Aman Univ.Sanata Dharma

2 Kolam ikan II 252 Aman Univ.Sanata Dharma

3 Kolam ikan III 272 Aman Mino Kledok

4 Sungai 240 Aman Mino Kledok

5 Sawah 223 Aman Paingan

6 Sungai+debu kelud 1811 Aman Paingan

Air kolam ikan, air sungai dan air sawah memiliki nilai konduktivitas terkecil 223

µS/cm hingga yang terbesar 272 µS/cm. Air sungai yang dicampur dengan debu erupsi

Gunung Kelud mengalami kenaikan nilai konduktivitas. Nilai konduktivitas yang berubah

karena penambahan debu erupsi gunang kelud membuktikan bahwa terdapat pengaruh

pada kualitas air sungai jika mengalami kontak dengan debu erupsi gunung berapi.

Sistem juga melakukan pengukuran konduktivitas air pada kolam sistem kontrol.

Air yang digunakan adalah air kran dengan nilai konduktivitas hasil pengukuran sistem

sebesar 255 µS/cm yang dicampur dengan garam hingga melebihi batas aman. Air pada

kolam kemudian ditambahkan lagi dengan air kran untuk menetralkan nilai konduktivitas

air. Hasil pengukuran sistem pada konduktivitas air kolam sistem kontrol dengan variasi

ketinggian air kolam ditunjukan pada tabel 4.6.

Tabel 4.6. Hasil Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Sistem Kontrol

No

Ketinggian

air

(cm)

Nilai

konduktivitas

(µS/cm)

Kondisi

1 12,5 5548 Tidak Aman

2 13,5 4561 Aman

3 14,5 3972 Aman

4 17,5 2007 Aman

5 18,5 1660 Aman

Variabel ketinggian air pada tabel 4.6 menggambarkan volume air pada model

kolam sistem kontrol saat itu, namun tidak digunakan sebagai standar terhadap penentuan

perubahan nilai konduktivitas air karena dengan menggunakan ukuran model kolam lain

maka volume kolam juga berubah. Volume air yang berubah membuat nilai konduktivitas

air juga berubah walaupun air berada pada kondisi ketinggian seperti pada tabel 4.6.


54

4.4. Pengujian Subsistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam Ikan

Subsistem yang diuji terdiri dari subsistem catu daya, LCD, ADC, tombol tekan,

sensor suhu, sensor konduktivitas, koreksi suhu, driver relay dan komunikasi serial RS-

485. Subsistem dengan kinerja yang baik, mampu berkeja pada berbagai ukuran beban

tanpa mempengaruhi keluaran subsistem. Gangguan yang terjadi pada subsistem dapat

ditolerir jika tidak memberikan pengaruh besar pada keluaran sistem utama.

Subsistem dengan nilai keluaran yang memiliki besaran, diuji berdasarkan

kesesuaian nilai keluarannya dengan hasil perancangan. Tingkat kesesuaian ditentukan

berdasarkan persentase error yang dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.

Persentase error perancangan = | -

| . 100%

Nilai persentase error yang kecil menunjukan bahwa keluaran subsistem sesuai dengan

hasil perancangan.

4.4.1. Pengujian Catu Daya 5 Volt

Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan menggunakan tiga rangkaian catu

daya 5 volt. Catu daya satu, mensuplai rangkaian minimum sistem dan rangkaian sensor.

Catu daya dua mensuplai rangkaian LCD dan rangkaian tombol tekan sedangkan catu daya

tiga mensuplai rangkaian driver relay dan RS-485. Tegangan terminal ketiga catu daya

saat bekerja tanpa beban ditunjukan pada tabel 4.7.

Tabel 4.7. Perbandingan Tegangan Catu Daya Perancangan dan Pengukuran

No Catu

daya

Tegangan perancangan

(volt)

Tegangan pengukuran

(volt)

1 I 4,98-5,02 5,003

2 II 4,98-5,02 5,005

3 III 4,98-5,02 5,010

Tegangan ketiga catu daya berada pada jangkauan tegangan perancangan.

Pengukuran tegangan catu daya menggunakan alat ukur baku dengan kode produksi

SANWA H-50. Penilain kehandalan ketiga catu daya dilakukan saat ketiga catu bekerja

pada beban masing-masing. Catu daya satu bekerja pada beban yang bervariasi sesuai

dengan nilai konduktivitas sampel air. Beban yang digunakan pada proses pengujian


55

adalah resistor. Catu daya satu berkeja dengan baik jika persentase drop tegangan kecil.

Persentase drop tegangan dihitung menggunakan persamaan di bawah ini.

Persentase drop tegangan = | -

| . 100%

Persentase drop tegangan catu daya satu saat bekerja pada beban dengan jangkauan 177

ohm sampai 9890 ohm ditunjukan pada tabel 4.8.

Tabel 4.8. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Satu saat Berbeban

No Beban

(ohm)

KC=1cm-1

KC=2 cm-1

KC=5 cm-1

KC=10 cm-1

Catu

(volt)

Drop

(%)

Catu

(volt)

Drop

(%)

Catu

(volt)

Drop

(%)

Catu

(volt)

Drop

(%)

1 9890 4,997 0,12 4,998 0,1 4,997 0,12 5 0,06

2 6750 4,996 0,14 4,996 0,14 4,997 0,12 5 0,06

3 985 4,997 0,12 4,997 0,12 4,997 0,12 5 0,06

4 519 4,998 0,1 4,995 0,16 4,997 0,12 5 0,06

5 217 4,99 0,26 4,993 0,2 4,997 0,12 5 0,06

6 177 4,99 0,26 4,993 0,2 4,994 0,18 5 0,06

Rata-rata

error (%) 0,167 0,153 0,13 0,06

Drop tegangan terkecil adalah 0,06% sedangkan drop tegangan terbesar adalah

0,26%. Nilai beban yang kecil menyebabkan drop tegangan yang besar. Drop tegangan

pada catu daya satu berpengaruh pada level tegangan referensi ADC ATMega32. Jika

tegangan referensi adalah 5 volt dan besar tegangan catu daya satu adalah 5 volt, maka

tidak terjadi kesalahan konversi ADC. Kondisi ini terjadi saat drop tegangan sebesar

0,06%. Jika catu daya satu sebesar 4,99 volt maka terjadi kesalahan konversi ADC sebesar

0,2 %.

Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 10 cm-1

tidak mengalami kesalahan

konversi. Namun, sensor konduktivitas lain tetap mengalami kesalahan konversi karena

mengalami drop tegangan lebih dari 0,06%. Tegangan referensi pada program disesuaikan

dengan nilai drop tegangan catu daya satu untuk mengatasi masalah kesalahan konversi

ADC. Tegangan referensi yang digunakan pada program adalah 4,995 volt. Tegangan

4,995 volt dipilih karena berada pada titik tengah dari jangkauan drop tegangan catu daya

satu.

Persentase drop tegangan catu daya dua dan catu daya tiga pada kondisi berbeban

ditunjukan pada tabel 4.9.


56

Tabel 4.9. Persentase Drop Tegangan Catu Daya Dua dan Catu Daya Tiga saat Berbeban

No Catu

daya

Tegangan tanpa beban

(volt)

Tegangan berbeban

(volt)

Drop

(%)

1 II 5,005 4,996 0,18

2 III 5,010 5,005 0,1

Drop tegangan pada catu daya dua dan tiga tidak mempengaruhi kinerja dari LCD,

tombol tekan, driver relay dan RS-485. LCD tetap mampu untuk menampilkan karakter

sesuai dengan fungsinya pada level tegangan 4,996 volt. Rangkaian tombol tekan tetap

berkerja dengan baik, karena keluaran rangkaian dengan tegangan 4,996 volt masih berada

pada level logika “tinggi”. Keluaran catu daya tiga sebesar Tegangan 5,005 volt masih

berada pada daerah kerja rangkaian driver relay dan RS-485.

4.4.2. Pengujian Rangkaian LCD

Pengujian rangkaian LCD dilakukan dengan memberikan keluaran berupa karakter

yang ditampilkan pada LCD lewat portb sebagai port keluaran ATMega32. Listing

program untuk menguji keberhasilan rangkaian LCD ditunjukan pada gambar 4.16.

$regfile "m32def.dat"

Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 , Db6 =

Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs = Portb.0

Config Lcd = 16 * 2

Cls

Locate 1 , 2

Lcd " PILIH SENSOR "

Locate 2 , 1

Lcd "K=1 K=2 K=5 K=10"

Gambar 4.16. Listing Program LCD

Program diatas berisikan inisialisasi LCD dengan ukuran 16x2 serta penulisan

deretan karakter “PILIH SENSOR” pada LCD. Listing program ini di-compile

menggunakan program bascom AVR dan di-download-kan ke ATMega32. Tampilan LCD

yang menampilkan deretan karakter “PILIH SENSOR” dan “ K 1 K 2 K 5 K 10” dapat

dilihat pada gambar 4.17.

Gambar 4.17. Tampilan LCD “PILIH SENSOR” dan “ K 1 K 2 K 5 K 10”


57

Rangkaian LCD mampu menampilkan deretan karakter “PILIH SENSOR” dan

“K 1 K 2 K 5 K 10” serta menghasilkan kontras yang baik bagi user. Pengaturan tingkat

kontras dilakukan menggunakan potensio untuk mengubah tegangan masukan pada pin

VEE LCD.

4.4.3. Pengujian Rangkaian Tombol Tekan

Pengujian rangkaian tombol tekan dilakukan dengan menekan tombol tekan yang

mewakili keempat nilai konstanta sel dan tombol next-back. Rangkaian tombol tekan

bekerja jika ATMega32 berhasil menampilkan karakter dari tombol yang ditekan. Listing

program untuk menguji keberhasilan rangkaian tombol tekan ditunjukan pada gambar 4.18.

If Pinc.0 = 1 Then

Do

Cls

Locate 1 , 4

Lcd "TEKAN TOMBOL "

Locate 2 , 7

Lcd "K=1 "

Waitms 100

Loop

End If

Gambar 4.18. Listing Program Tombol Tekan

Rangkaian tombol tekan menghasilkan tegangan sebesar 0,001 volt sebagai logika

rendah dan 4.996 volt sebagai logika tinggi pada ATMega32. ATMega32 mampu

merespon masukan dari tombol tekan pada kedua level tegangan tersebut dan

menampilkan pilihan konstanta sel dengan benar seperti pada gambar 4.19.

Gambar 4.19. Tampilan LCD untuk Pilihan Konstanta Sel “K 1”

4.4.4. Pengujian ADC untuk Sensor Konduktivitas

Pengujian kinerja ADC dilakukan dengan memberikan tegangan masukan pada pin

ADC. ADC bekerja jika tegangan hasil konversi yang ditampilkan pada LCD sesuai

dengan tegangan pada pin ADC. Listing program untuk menguji keberhasilan konversi

ADC ditunjukan pada gambar 4.20.


58

If K = 1 Then

Channel = 0

V = Getadc(channel)

End If

If K = 2 Then

Channel = 1

V = Getadc(channel)

If K = 5 Then

Channel = 2

V = Getadc(channel)

End If

If K = 10 Then

Channel = 3

V = Getadc(channel)

End If

Vsensor = 4.995 * V

Vsensor = Vsensor / 1023

Locate 2 , 1

Tampil_vsensor = Fusing(vsensor , "#.###")

Lcd "V="

Lcd Tampil_vsensor

Gambar 4.20. Listing Program Konversi ADC

Perbandingan antara tegangan hasil pengukuran pada pin ADC dengan tegangan

hasil konversi yang ditampilkan pada LCD terdapat pada tabel 4.10.

Tabel 4.10. Tegangan Hasil Pengukuran dan Hasil Konversi pada Pin ADC0-ADC3

No

Tegangan

Pengukuran

(volt)

Tegangan

Konversi

(volt)

Error

(%)

Tegangan

Pengukuran

(volt)

Tegangan

Konversi

(volt)

Error

(%)

ADC0 ADC1

1 5,002 4,995 0,14 5,002 4,995 0,14

2 4,003 4,001 0,05 4,003 4,001 0,05

3 3,002 3,000 0,07 3,002 3,002 0,00

4 1,998 1,994 0,20 1,998 1,997 0,05

5 1,001 0,995 0,60 1,001 0,995 0,60

6 0,505 0,499 1,19 0,505 0,499 1,19

Rata-rata error ADC0 0,375 Rata-rata error ADC1 0,338

No ADC2 ADC3

1 5,002 4,995 0,14 5,002 4,995 0,14

2 4,003 4,001 0,05 4,003 4,001 0,05

3 3,002 3,002 0,00 3,002 3,002 0,00

4 1,998 1,998 0,00 1,998 1,998 0,00

5 1,001 1,002 0,10 1,001 1,002 0,10

6 0,505 0,499 1,19 0,505 0,499 1,19

Rata-rata error ADC2 0,247 Rata-rata error ADC3 0,247


59

Keempat ADC tersebut memiliki perbedaan nilai terbesar pada pengukuran

tegangan 5,002 volt dengan kesalahan pengukuran sebesar 0,007 volt. Sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan menggunakan ADC 10-bit sehingga hanya dapat membaca

perubahan tegangan sebesar 0,005 volt. Pengaruh kesalahan pengukuran 0,007 volt

diperbesar menjadi 0,01 volt sehingga diperoleh rata-rata kesalahan pengukuran setiap

sensor konduktivitas seperti yang ditunjukan pada tabel 4.11.

Tabel 4.11. Pengaruh Perubahan 0,01 Volt Terhadap Pengukuran Konduktivitas

No

K=1cm-1

K=2cm-1

Tegangan

Sensor

(Volt)

Konduktivitas

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

Tegangan

Sensor

(Volt)

Konduktivitas

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

1 4,536 1025

4,160 2007

2 4,546 1001 24 4,170 1979 28

3 4,556 977 24 4.180 1951 28

4 4,565 954 23 4,189 1923 28

5 4,575 930 24 4.199 1895 28

rata-rata beda 23,75 rata-rata beda 28

No

K=5cm-1

K=10cm-1

Tegangan

Sensor (Volt)

Konduktivitas

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

Tegangan

Sensor (Volt)

Konduktivitas

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

1 3,291 5027

3,125 6051

2 3,301 4984 43 3,135 6001 50

3 3,310 4940 44 3,144 5951 50

4 3,320 4897 43 3,154 5901 50

5 3,330 4854 43 3,164 5851 50

rata-rata beda 43,25 rata-rata beda 50

Konstanta sel 1cm-1

menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 23,75 µS/cm

untuk jangkauan hingga 1025 µS/cm. Konstanta sel 2cm-1

menghasilkan perubahan

pengukuran sebesar 28 µS/cm untuk jangkauan hingga 2007 µS/cm. Konstanta sel 5cm-1

menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 43,25 µS/cm untuk jangkauan hingga 5027

µS/cm. Konstanta sel 10cm-1

menghasilkan perubahan pengukuran sebesar 50 µS/cm untuk

jangkauan hingga 6051 µS/cm.

Gambar 4.21. Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01 Volt


60

Gambar 4.21.(Lanjutan)Pengaruh Perubahan Tegangan 0,01 Volt

4.4.5. Pengujian Pengukuran Resistansi

Pengujian pengukuran resistansi bertujuan untuk menunjukan bahwa persentase

error yang besar pada tabel 4.1 tidak disebabkan oleh kesalahan sistem. Jika sistem

mampu mengukur nilai resistansi suatu resistor dengan benar maka sistem juga mampu

mengukur nilai konduktivitas suatu larutan dengan benar. Resistor yang digunakan berada

pada jangkauan niai 177 ohm hingga 9890 ohm. Pengujian pengukuran resistansi

menggunakan listing program seperti pada gambar 4.22.

If K = 1 Then

Channel = 0

V = Getadc(channel)

End If

If K = 2 Then

Channel = 1

V = Getadc(channel)

End If

If K = 5 Then

Channel = 2

V = Getadc(channel)

End If

If K = 10 Then

Channel = 3

V = Getadc(channel)

End If

Vsensor = 4.995 * V


Res = 4.995 - Vsensor

Res = Vsensor / Res

Res = R * Res

Res1 = Res

Locate 1 , 1

Lcd "Res="

Lcd Res1

Lcd "Ohm"

Loop

Gambar 4.22. Listing Program Pengukuran Resistansi

Hasil pengukuran nilai resistor oleh sistem dapat dilihat pada tabel 4.12.


61

Tabel 4.12. Hasil Pengukuran Resistansi oleh Sistem

No Beban Terukur

(Ohm)

Beban di LCD

(Ohm)

Error

(%)

Beban di LCD

(Ohm)

Error

(%)

KC=1cm-1

KC=2cm-1

1 9890 11120 12,4 10568 6,9

2 6750 7113 5,4 6855 1,6

3 985 987 0,2 983 0,2

4 519 517 0,4 518 0,2

5 217 216 0,46 216 0,46

6 177 176 0,57 175 1,13

Rata-rata (%) 3,24 1,7

No Beban Terukur

(Ohm) KC=5 cm

-1 KC=10 cm

-1

1 9890 10237 3,51 10008 1,12

2 6750 6802 0,77 6734 0,24

3 985 982 0,30 979 0,61

4 519 518 0,2 514 0,96

5 217 216 0,46 214 1,38

6 177 175 1,13 175 1,13

Rata-rata (%) 1,06 0,92

Sistem dapat mengukur resistansi dengan error yang semakin kecil jika nilai

konstanta sel yang digunakan semakin besar. Pada setiap konstanta sel, semakin besar nilai

resistansi yang diukur maka error semakin besar. Berdasarkan tabel 4.12, nilai resistansi

yang dianjurkan untuk diukur kurang dari 6750 ohm atau lebih dari 148 µS/cm sehingga

tidak terjadi kesalahan pengukuran konduktivitas akibat error dari sistem.

4.4.6. Pengujian Sensor Suhu

ADC4 mengkonversi tegangan menjadi data digital untuk menghitung nilai suhu

yang terukur oleh sensor LM35. Nilai suhu hasil perhitungan ditampilkan pada LCD.

Listing program untuk menguji keberhasilan sensor suhu ditunjukan pada gambar 4.23.

Channel = 4

S = Getadc(channel)

Suhu = 499.5 * S

Suhu = Suhu / 1023

Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#")

Locate 2 , 10

Lcd "S="

Lcd Tampil_suhu

Lcd "C

Gambar 4.23. Listing Program Sensor Suhu


62

Pengujian sensor suhu dilakukan dengan cara membandingkan data hasil

pengukuran sensor suhu sistem dengan hasil pengukuran alat ukur baku. Alat ukur baku

yang digunakan memiliki nama produksi Krisbow KW06-308 seperti pada gambar 4.24.

Gambar 4.24. Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku

Air yang digunakan pada proses pengujian dipanaskan hingga suhu 35oC, kemudian

suhu air tersebut diukur secara bersamaan oleh sistem dan alat ukur baku. Pengukuran

dilakukan pada suhu dengan jangkauan seperti yang ditunjukan pada tabel 4.13.

Tabel 4.13. Hasil Pengukuran Suhu oleh Sistem dan Alat Ukur Baku

No Suhu alat ukur baku

( oC )

Suhu sistem

(oC)

Error

(%)

1 35,3 35,2 0,28

2 30 30,3 1

3 26,6 26,9 1,13

4 20,3 20,6 1,48

5 15,5 15,9 2,58

Rata-rata error (%) 1,29

Sensor suhu pada sistem mampu melakukan pengukuran suhu dengan jangkauan

pengukuran 15,5oC sampai 35,3

oC dengan rata-rata error yaitu 1,29%. Error ini

berpengaruh pada koreksi suhu pengukuran nilai konduktivitas. Sistem mampu bekerja

dengan baik tanpa menghasilkan error yang besar jika suhu air yang diukur lebih dari

20,3oC.

4.4.7. Pengujian Koreksi Suhu

Algoritma koreksi suhu berfungsi dengan baik jika nilai konduktivitas hasil

pengukuran sama walaupun suhu sampel berubah-ubah. Sensor konduktivitas dengan

konstanta sel 1cm-1

menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,005%. Konstanta


63

sel 2cm-1

menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,035%. Konstanta sel 5cm-1

menggunakan larutan NaOH dengan konsentrasi 0,09%. Pengujian koreksi suhu tidak

melibatkan sensor konduktivitas dengan konstanta sel 10cm-1

karena jangkauan

pengukuran konduktvitasnya tidak berada pada jangkauan pengukuran sistem yaitu

0µS/cm sampai 5000µS/cm pada suhu normal 25oC. Listing program koreksi suhu

ditunjukan pada gambar 4.25.

If K = 1 Then

Channel = 0

V = Getadc(channel)

End If

If K = 2 Then

Channel = 1

V = Getadc(channel)

End If

If K = 5 Then

Channel = 2

V = Getadc(channel)

End If

Channel = 4

S = Getadc(channel)

Suhu = 499.5 * S

Suhu = Suhu / 1023

Vsensor = 4.995 * V


Kon = 4.995 - Vsensor

Kon = Kon / Vsensor

Kon = Kon * 1000000.0

Kon = Kon / R

Kon = K * Kon

Kor = Suhu - 25

Kor = 0.02 * Kor

Kor = 1 + Kor

Kon = Kon / Kor

Kon1 = Kon

Locate 1 , 1

Lcd "Kon="

Lcd Kon1

Lcd "uS/cm"

Locate 1 , 14

Lcd "K="

Lcd K

Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#")

Lcd "S="

Lcd Tampil_suhu

Lcd "C"

End If

Gambar 4.25. Listing Program Koreksi Suhu


64

Hasil listing program diatas ditunjukan pada tabel 4.14, tabel 4.15 dan tabel 4.16.

Tabel 4.14. Hasil Koreksi Suhu untuk Konstanta Sel 1cm-1

N

O

S

U

H

U

KC=1cm-1

Tegangan

Sensor

(volt)

Konduktivitas

koreksi

(µS/cm)

Error

(%)

1 19,5 4,761 560 1,41

2 23,9 4,731 577 1,58

3 25,4 4,726 571 0,53

4 39,1 4,658 572 0,70

Rata-rata error 1,06


N

O

S

U

H

U

KC=2cm-1

Tegangan

Sensor

(volt)

Konduktivitas

koreksi

(µS/cm)

Error

(%)

1 21 4,355 1594 2,39

2 23,4 4,321 1610 1,41

3 24,9 4,297 1628 0,31

4 41 4,101 1650 1,04



N

O

S

U

H

U

KC=5cm-1

Tegangan

Sensor

(volt)

Konduktivitas

koreksi

(µS/cm)

Error

(%)

1 21 3,711 3652 2,67

2 23,9 3,628 3739 0,35

3 25,9 3,584 3757 0,13

4 35,6 3,384 3812 1,60


Kesalahan koreksi suhu membesar jika suhu air berada pada jangkauan yang jauh

dari suhu normal 25oC. Koreksi suhu mampu menghasilkan nilai konduktivitas yang sama

untuk setiap perubahan dengan kesalahan rata-rata 1,06% untuk konstanta sel 1cm-1

, 1,29%

untuk konstanta sel 2cm-1

dan 1,19% untuk konstanta sel 5cm-1

.


65

4.4.8. Pengujian Rangkaian Driver Relay

Pengujian rangkaian driver relay dilakukan dengan memberikan level tegangan

keluaran berupa logika tinggi(high level) dan logika rendah(low level) pada portc.7

ATMega32. Listing program pada ATMega32 untuk pengujian driver relay ditunjukan

pada gambar 4.26.

$regfile "m32def.dat"

Config Pinc.7 = Output

Portc.7 = 1

Waitms 100

Portc.7 = 0

Gambar 4.26. Listing Program Driver Relay

Saat rangkaian driver relay mendapat tegangan pada bagian basis transistor maka

transistor bekerja sesuai dengan kondisi tegangan yang diberikan. Hasil dari rangkaian

driver relay adalah kondisi terminal bersama (common terminal) dari relay yang

ditunjukan pada tabel 4.17.

Tabel 4.17. Kondisi Terminal Bersama Relay

No

Level

tegangan

Portc.7

Tegangan

VBE

(volt)

Arus

kolektor

(mA)

Terminal

bersama

relay

1 “low” 0,004 0 Normally closed

2 “high” 0,778 52 Normally opened

ATMega32 dapat mengendalikan rangkaian driver relay untuk mengsuplai sensor

konduktivitas dengan tegangan 5 volt dari catu daya satu saat diberikan logika tinggi(high

level) dan mengalihkannya ke ground saat diberikan logika rendah(low level).

Jika tegangan keluaran portc.7 ATMega32 adalah 0 volt(low level) maka rangkaian

driver relay menghasilkan arus kolektor sebesar 0mA. Besar arus ini tidak dapat

membangkitkan gaya elektromekanis pada coil relay sehingga pin bersama pada driver

tetap terhubung dengan pin n.o (normally opened). Jika tegangan keluaran portc.7

ATMega32 adalah 5 volt(high level) maka rangkaian driver relay menghasilkan arus

kolektor sebesar 52mA. Besar arus ini dapat membangkitkan gaya elektromekanis pada

coil relay sehingga pin bersama pada driver terhubung dengan pin n.o (normally opened).

4.4.9. Pengujian Komunikasi Serial RS-485

Pengujian komunikasi serial RS-485 bertujuan untuk mengetahui keberhasilan

komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem akuisisi


66

data. Sistem akuisisi data mengirimkan data berupa kode pengenal sistem. Sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan memiliki kode pengenal ”E”. Sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan hanya melakukan pengukuran dan mengirimkan data hasil

pengukuran ke sistem akuisisi data jika menerima kode tersebut. Data yang dikirim ke

sistem akuisisi data berupa kode pengenal data sistem, nilai konduktivitas dan kode

pengakhir data berupa karakter “#”. Data sistem pengukuran konduktivitas dikenal dengan

karakter ”O”.

Proses komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dengan

sistem akuisisi data menggunakan listing program seperti pada gambar 4.27.

Do

Portd.2=0

Status = Ischarwaiting()

If Status = 1 Then

Data_terima = Waitkey()

End If

Cls

Cls

Locate 1 , 1

Lcd Data_terima

Waitms 50

If Data_terima = "E" Then

Data1 = Data1 + 100

End If

Cls

Cls

Locate 1 , 1

Lcd Data_terima

waitms 50

Portd.2=1

Print "O" ; Data1 ; "#"

Cls

Cls

Locate 1 , 1

Lcd "O"

Lcd Data1

Lcd "#"

Loop

Gambar 4.27. Listing Program Komunikasi Serial RS-485

Komunikasi antara sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dan sistem

akuisisi data dapat bejalan dengan baik menggunakan program pada gambar 4.27. Data

yang diterima dan dikirim oleh sistem pengukuran konduktivitas air dan sistem akuisisi

data ditunjukan pada tabel 4.18.


67

Tabel 4.18. Pengiriman dan Penerimaan Data pada Sistem Pengukuran Konduktivitas Air

Kolam Ikan dan Sistem Akuisisi Data

No

Sistem Pengukuran Konduktivitas

Air Kolam Ikan Sistem Akuisisi Data

Data diterima Data dikirim Data dikirim Data diterima

1 “C” - “C” -

2 “D” - “D” -

3 “E” O100# “E” O100#

4 “E” O200# “E” O200#

5 “E” O300# “E” O300#

Sistem akuisisi data mengirimkan data kode pengenal sistem yaitu “C”, “D” dan

“E”. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu menerima data kode

pengenal sistem dan membedakannya, sehingga hanya melakukan pengukuran dan

pengiriman data saat menerima kode yang tepat. Data yang dikirim oleh sistem

pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu diterima oleh sistem akuisisi data dengan

benar.


68

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis terhadap hasil dan pembahasan sistem, diperoleh kesimpulan

sebagai berikut:

1. Sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan mampu melakukan pengukuran

konduktivitas dan komunikasi dengan sistem akuisisi data.

2. Pengukuran keempat sensor konduktivitas pada semua jangkauan nilai

konduktivitas menyebabkan kesalahan rata-rata pada konstanta sel 1cm-1

sebesar

29%, konstanta sel 2cm-1

sebesar 21%, konstanta sel 5cm-1

sebesar 39% dan

konstanta sel 10cm-1

sebesar 118%.

3. Sensor konduktivitas dengan konstanta sel 1cm-1


konduktivitas pada jangkauan nilai 163 µS/cm sampai 756 µS/cm dengan tingkat

kesalahan rata-rata 1% dan tingkat ketidakstabilan rata-rata 3%.



konduktivitas pada jangkauan nilai 1199 µS/cm sampai 2090 µS/cm dengan tingkat




konduktivitas pada jangkauan nilai 3750 µS/cm sampai 5690µS/cm dengan tingkat



tidak memiliki jangkauan

pengukuran pada rentang 0µS/cm sampai 5690µS/cm.


, 2cm-1

dan 5cm-1

tidak dapat

melakukan pengukuran pada sampel NaOH dengan kosentrasi 0,07%.

5.2. Saran

Pengembangan sistem pengukuran konduktivitas air kolam ikan dapat dilakukan

berdasarkan saran-saran sebagai berikut:

1. Nilai konstanta sel pada sensor konduktivitas dapat dikembangkan untuk

melakukan pengukuran pada rentang nilai yang yang tidak dapat diukur oleh

konstanta sel 1cm-1

, 2cm-1

dan 5cm-1

.


69

2. Sistem pengukuran konduktivitas dapat dikembangkan untuk melakukan

pengukuran dengan banyak sensor konduktivitas secara otomatis.

3. Tindakan pencegahan terhadap pengaruh ketidakstabilan sistem pengukuran

konduktivitas air kolam ikan pada proses kontrol kualitas air kolam ikan dapat

dilakukan dengan menurunkan standar aman konduktivitas menjadi 4950 µS/cm.


70

DAFTAR PUSTAKA

[1] Dewi, S.E., 2006, Pengaruh Salinitas 0, 3, 6, 9 dan 12 PPT Terhadap Pertumbuhan

dan Kelangsungan Hidup Benih Ikan Gurame (Osprhonemus gouramy) Ukuran 3-6

Cm, http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/49026, diakses tanggal 10 januari

2014.

[2] Nybakken, J.W., 1988, Biologi Laut Suatu Pendekatan Ekologis. Jakarta: PT.

Gramedia.

[3] Water quality monitoring data parameter, http://www.watershedcouncil.org/learn/

waterterminology/, diakses tanggal 20 september 2013.

[4] Ramalhoo, S., Ramos, H., Ramos, P., 2009, Conductivity Cell For Water Quality

Monitoring, http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/8512/1/Coductivity

cell forwaterqualitymonitoring.pdf, diakses tanggal 18 september 2013.

[5] Sumariyah, Yulianto, T., Priyono, J., 2006, Rancang bangun sistem pengukuran

konduktivitas larutan Elektrolit menggunakan mikrokontoler AT89C51, Berkala

Fisika ISSN: 1410 – 9662, Vol.9, No.3, hal 157-163.

[6] Mustaghfirotur, A., 2010, Perancangan Alat Ukur Konduktivitas pada Proses

Penyulingan air garam untuk konsumsi air minum, http://lib.uinmalang.ac.id/

files/thesis/fullchapter/05540011.pdf, diakses tanggal 20 september 2013.

[7] Martanto, Harini, W.B., Merucahyo, Y.P., Priantoro, T.A., 2013, Alat Ukur

Konduktivirtas Air Sungai pada Sistem Monitoring Kualitas Air Kolam, Prosiding

Seminar Ritrektra2013, ISBN:978-602-97094-4-5, No.TR-H4, Hal 187-190

[8] Haryadi, S.D., Sutarmanto, R., 1995, Pembenihan Ikan Air Tawar, Yogyakarta:

Kanisius.

[9] Cahyono, B., 2001, Budidaya Ikan di Perairan Umum, Yogyakarta: Kanisius.

[10] Emersonprocess, 2010, Theory and Application of conductivity, http://www.

emersonprocess.com/siteadmincenter/PMRosemountAnalyticalDocuments/Liq_AD

S_43 -018. pdf, diakses tanggal 18 september 2013.

[11] Iccontrols, 2005, Conductivity Theory and Measurement, http://www.iccontrols.

com/files/4-1.pdf, diakses tanggal 19 september 2013.

[12] Thronton, Theory of Liquid Measurements, http://www.snowpure.com/docs/

thornton-presentation-conductivity-measurement.pdf, diakses tanggal 19 september

2013.


http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/49026

http://upcommons.upc.edu/revistes/bitstream/2099/8512/1/

http://lib/

http://www/

http://www.snowpure.com/docs/%20thornton-presentation-conductivity-measurement.pdf

http://www.snowpure.com/docs/%20thornton-presentation-conductivity-measurement.pdf

71

[13] Radiometeranalytical, Conductivity Theory and Practice, http://www.tau.ac.il/~

chemlaba/Files/Theoryconductivity.pdf. diakses tanggal 19 september 2013.

[14] Hayt, W., Jack, K., 1985, Rangkaian Listri, Jakarta : Erlangga.

[15] -----, 2013, Datasheet LM35, Texas Instruments.

[16] Microduino, 2014, Microduino A simple thermometer, http://m.bhojpurinama.com/

trendsplay/Yo3pF0iPbWk/Lesson-14_Microduino-A-simple-thermometer, diakses

tanggal 20 juli 2014.

[17] Engineersgarage, LCD, http://www.engineersgarage.com/electronic-components/

16x2-lcd-module-datasheet, diakses tanggal 15 oktober 2013.

[18] -----, 2011, Datasheet ATMega32, Atmel.

[19] Salam, A., Rancang Bangun Sistem Jaringan Multidrop Menggunakan RS-485

Pada Aplikasi Pengontrolan Alat Penerangan Kamar Hotel, FPTK UPI, Bandung.

[20] Boylestad, R., Nashelsky, L., 1996, Electronic Devices and Circuit Theory sixth

edition, New Jersey : Prentice Hall.

[21] Wicaksono, H., 2009, Catatan Kuliah Automasi 1: Relay - Prinsip dan Aplikasi,

http://learnautomation.files.wordpress.com/2009/08/modulkeseluruhanautomasi 1 1

bab2.pdf, diakses tanggal 20 juli 2013.


http://www.tau.ac.il/~%20chemlaba/Files/Theoryconductivity.pdf

http://www.tau.ac.il/~%20chemlaba/Files/Theoryconductivity.pdf

http://m.bhojpurinama.com/%20trendsplay/Yo3pF0iPbWk/Lesson-14_Microduino-A-simple-thermometer

http://m.bhojpurinama.com/%20trendsplay/Yo3pF0iPbWk/Lesson-14_Microduino-A-simple-thermometer

http://www.engineersgarage.com/electronic-components/%2016x2-lcd-module-datasheet

http://www.engineersgarage.com/electronic-components/%2016x2-lcd-module-datasheet

http://learnautomation.files.wordpress.com/2009/08/modulkeseluruhanautomasi%201%201%20bab2.pdf

http://learnautomation.files.wordpress.com/2009/08/modulkeseluruhanautomasi%201%201%20bab2.pdf

L1

LAMPIRAN A

Data Hasil Pengukuran Konduktivitas Larutan NaOH

di LAB BBTKL PP Yogyakarta

1. Data Konduktivitas NaOH 0,005% - 0,03%


L2



L3



L4

LAMPIRAN B

Listing Program Mikrokontroler

1. Listing Program Sistem Pengukuran Konduktivitas Air Kolam

Ikan

1. $regfile "m32def.dat"

2. $crystal = 12000000

3. $hwstack = 32

4. $swstack = 40

5. $framesize = 40

6. $baud = 9600

7. Config Adc = Single , Prescaler = Auto , Reference

= Aref

8. Start Adc

9. Config Pind.2 = Output

10. Config Lcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5

, Db6 = Portb.6 , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs

= Portb.0

11. Config Lcd = 16 * 2

12. Config Pinc.0 = Input , Pinc.1 = Input , Pinc.2 =

Input , Pinc.3 = Input ,

13. Config Pinc.4 = Input , Pinc.5 = Input , Pinc.6 =

Input , Pinc.7 = Output

14. Dim N As Integer

15. Dim E As Integer

16. Dim M As Integer

17. Dim A As Integer

18. Dim R As Single

19. Dim J As Integer

20. Dim K As Integer

21. Dim Vsensor As Single

22. Dim Kon As Single

23. Dim Kor As Single

24. Dim V As Word

25. Dim Suhu As Single

26. Dim S As Word

27. Dim C As Integer

28. Dim Kon1 As Integer

29. Dim Channel As Byte

30. Dim Data_terima As String * 1

31. Dim Status As Byte

32. Dim Tampil_suhu As String * 2

33. Dim Tampil_vsensor As String * 4

34. N = 0

35. Kon = 100

36. 'Suhu = 25


L5

37. Vsensor = 4.995

38. M = 0

39. E = 0

40. C = 0

41. Do

''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

42. If C = 0 Then

43. C = 1

44. Do

''''''''''''''''''''Pemilihan Sensor''''''''''''''''''''

Back1:

45. If N = 0 Then

46. N = 1

47. Cls

48. Locate 1 , 2

49. Lcd " PILIH SENSOR "

50. Locate 2 , 1

51. Lcd "K=1 K=2 K=5 K=10"

52. End If

''''''''''''''''''''''''''K=1''''''''''''''''''''''''''

If Pinc.0 = 1 Then

53. If Pinc.4 = 1 Then

54. A = 1

55. K = 1

56. R = 98.7

57. J = 0

58. Goto Next0

59. End If

60. End If

''''''''''''''''''''''''''K=2''''''''''''''''''''''''''



63. A = 1

64. K = 2

65. R = 200.0

66. J = 0

67. Goto Next0

68. End If

69. End If

''''''''''''''''''''''''''K=5''''''''''''''''''''''''''



72. A = 1

73. K = 5

74. R = 515.0

75. J = 0

76. Goto Next0

77. End If

78. End If

''''''''''''''''''''''''''K=10''''''''''''''''''''''''''


L6



81. A = 1

82. K = 10

83. R = 989.0

84. J = 0

85. Goto Next0

86. End If

87. End If

''''''''''''''''Akhir Blok Pilih KonstantaSel''''''''''

88. Loop

89. End If

''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

90. A = 0

91. If A = 1 Then

92. Do

93. Back:

'''''''''Terima data dari Sistem Akuisisi Data''''''''''

94. Portd.2 = 0

95. Status = Ischarwaiting()

96. If Status = 1 Then

97. Data_terima = Waitkey()

98. End If

99. If J = 1 Then

100. Next0: 101. J = 0 102. Cls 103. Locate 2 , 7 104. Lcd "K=" 105. Lcd K 106. Locate 1 , 1 107. Lcd " Terima Data " 108. End If '''''''''''''Pencocokan Kode Pengenal Sistem'''''''''''

109. If Data_terima = "E" Then 110. Goto Next1 111. Portd.2 = 1 112. End If '''''''''''''''''''''''Tombol Balik''''''''''''''''''''

113. If Pinc.5 = 1 Then 114. N = 0 115. Goto Back1 116. End If ''''''''''''''''Tampil Hasil Pengukuran'''''''''''''''''

117. If M = 1 Then 118. Cls 119. Locate 1 , 1 120. Lcd "Kon=" 121. Lcd Kon1 122. Lcd "uS/cm"


L7

123. Locate 1 , 14 124. Lcd "K=" 125. Lcd K 126. Tampil_vsensor = Fusing(vsensor , "#.###") 127. Locate 2 , 1 128. Lcd "V=" 129. Lcd Tampil_vsensor 130. Tampil_suhu = Fusing(suhu , "##.#") 131. Locate 2 , 10 132. Lcd "S=" 133. Lcd Tampil_suhu 134. Lcd "C" 135. M = 0 136. End If ''''''''''''''''Pengukuran Konduktivitas''''''''''''''''

137. If E = 1 Then 138. Do 139. Next1: 140. E = 0 141. Cls 142. Locate 1 , 1 143. Lcd " Ukur dan Kirim " 144. Portc.7 = 1 145. Waitms 100 '''''''''''''''''''''Konversi ADC '''''''''''''''''''''

146. Channel = 4 147. S = Getadc(channel) 148. Suhu = 499.5 * S 149. Suhu = Suhu / 1023 150. If K = 1 Then 151. Channel = 0 152. V = Getadc(channel) 153. End If 154. If K = 2 Then 155. Channel = 1 156. V = Getadc(channel) 157. End If 158. If K = 5 Then 159. Channel = 2 160. V = Getadc(channel) 161. End If 162. If K = 10 Then 163. Channel = 3 164. V = Getadc(channel) 165. End If '''''''''''''''Hitung Nilai Konduktivitas'''''''''''''''

166. Portc.7 = 0 167. Vsensor = 4.995 * V 168. Vsensor = Vsensor / 1023 169. Kon = 4.995 - Vsensor


L8

170. Kon = Kon / Vsensor 171. Kon = Kon * 1000000.0 172. Kon = Kon / R 173. Kon = K * Kon 174. Kor = Suhu - 25 175. Kor = 0.02 * Kor 176. Kor = 1 + Kor 177. Kon = Kon / Kor 178. Kon1 = Kon 179. M = 1 ''''''''''''''''Paket Data dan kirim Data'''''''''''''''

180. Print "O" ; Kon1 ; "#" 181. Goto Back 182. Loop 183. End If ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

184. Loop 185. End If 186. Loop ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''

2. Listing Program Sistem Akuisisi Data

1. $regfile "m32def.dat" 2. $crystal = 12000000

3. $hwstack = 32

4. $swstack = 40

5. $framesize = 40

6. $baud = 9600

7. Config Pinc.0 = Input

8. Config Pind.2 = Output

9. ConfigLcdpin = Pin , Db4 = Portb.4 , Db5 = Portb.5 ,

Db6 = Portb.6

10. ConfigLcdpin = Pin , Db7 = Portb.7 , E = Portb.2 , Rs =

Portb.0

11. ConfigLcd = 16 * 2

12. Dim Status As Byte

13. Dim Din As String * 1

14. Dim Sdin As String * 6

15. Do

'''''''''''''''''Tekan Tombol Kirim'''''''''''''''''''


17. C:


19. Portd.2 = 1

20. Print "E"

21. Goto Next1

22. End If

23. Goto C


L9

24. End If

25. Loop

''''''''''''''''''''''''''Terima Data''''''''''''''''''

26. Do

27. Next1:

28. Portd.2 = 0

29. Status = Ischarwaiting()

30. If Status = 1 Then

31. Do

32. Din = Waitkey()

33. Sdin = Sdin + Din

34. Loop Until Din = "#"

35. End If

36. Locate 1 , 1

37. LcdSdin

38. Loop Until Din = "#"


L10

LAMPIRAN C

Rangkaian Elektronik Sistem

1. Rangkaian Minimum Sistem


L11

2. Rangkaian Catu Daya 5 Volt

3. Rangkaian Tombol Tekan

4. Rangkaian LCD


L12

LAMPIRAN D

DATA HASIL PENGUKURAN SISTEM

1. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH

Pengukuran sistem pada larutan NaOH dilakukan 10 kali untuk setiap konsentrasi.

1.1. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0,005%

0,005%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 694 4,663 26,9

164 4,912 27,3 202 4,892 26,9 368 4,809 25,9 701 4,663 26,4

164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4

164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4

154 4,917 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 690 4,668 26,4

164 4,912 27,3 202 4,892 26,9 365 4,809 26,4 651 4,683 26,9

164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 651 4,683 26,9

154 4,917 27,3 204 4,892 26,4 358 4,814 25,9 651 4,683 26,9

155 4,917 26,9 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 662 4,678 26,9

164 4,912 27,3 204 4,892 26,4 368 4,809 25,9 662 4,678 26,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

161 164 154 204 204 202 367 368 358 674 701 651


0,01%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

356 4,819 26,9 437 4,78 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9

360 4,819 26,4 437 4,78 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9

360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 737 4,634 26,4 1151 4,468 26,9

360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1139 4,473 26,9

370 4,814 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1139 4,473 26,9

360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1138 4,477 26,4

360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 737 4,634 26,4 1139 4,473 26,9

360 4,819 26,4 427 4,785 26,4 726 4,639 26,4 1127 4,477 26,9

370 4,814 26,4 427 4,785 26,4 715 4,643 26,4 1139 4,473 26,9

360 4,819 26,4 421 4,79 25,9 726 4,639 26,4 1127 4,477 26,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

362 370 356 428 437 421 729 737 715 1140 1151 1127


L13


0,015%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

577 4,722 25,9 623 4,697 25,9 1054 4,507 24,9 1599 4,297 26,4

544 4,736 25,9 623 4,697 25,9 1042 4,512 24,9 1599 4,297 26,4

577 4,722 25,9 617 4,697 26,4 1042 4,512 24,9 1586 4,302 26,4

577 4,722 25,9 634 4,692 25,9 1042 4,512 24,9 1599 4,297 26,4

566 4,726 25,9 634 4,692 25,9 1042 4,512 24,9 1573 4,307 26,4

566 4,726 25,9 623 4,697 25,9 1031 4,516 24,9 1571 4,302 26,9

566 4,726 25,9 623 4,697 25,9 1031 4,516 24,9 1571 4,302 26,9

598 4,712 25,9 612 4,702 25,9 1021 4,516 25,4 1559 4,307 26,9

544 4,736 25,9 612 4,702 25,9 1042 4,512 24,9 1559 4,307 26,9

566 4,726 25,9 612 4,702 25,9 1019 4,521 24,9 1546 4,311 26,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

568 598 544 621 634 612 1037 1054 1019 1576 1599 1546


0,02%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

762 4,634 26,9 863 4,585 26,9 1305 4,404 24,9 2026 4,136 26,9

751 4,639 26,9 874 4,58 26,9 1317 4,394 25,4 2012 4,141 26,9

751 4,639 26,9 863 4,585 26,9 1317 2,399 24,9 2012 4,141 26,9

729 4,648 26,9 851 4,59 26,9 1305 4,404 24,9 2054 4,126 26,9

751 4,639 26,9 863 4,585 26,9 1292 4,404 25,4 2040 4,131 26,9

762 4,634 26,9 851 4,59 26,9 1342 4,39 24,9 2026 4,136 26,9

729 4,648 26,9 855 4,585 27,3 1317 4,394 25,4 2031 4,141 26,4

751 4,639 26,9 866 4,58 27,3 1304 4,399 25,4 2017 4,145 26,4

762 4,634 26,9 866 4,58 27,3 1305 4,404 24,9 2059 4,131 26,4

762 4,634 26,9 855 4,585 27,3 1329 4,394 24,9 2065 4,136 25,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

751 762 729 861 874 851 1313 1342 1292 2034 2065 2012


L14


0,03%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

934 4,57 25,4 1197 4,448 26,4 1939 4,165 24,9 3046 3,823 25,9

946 4,565 25,4 1185 4,453 26,4 1920 4,165 25,4 3029 3,828 25,9

934 4,57 25,4 1185 4,453 26,4 1857 4,194 24,9 3025 3,838 25,4

899 4,585 25,4 1197 4,448 26,4 1934 4,16 25,4 3042 3,833 25,4

923 4,575 25,4 1185 4,453 26,4 1939 4,165 24,9 3025 3,838 25,4

888 4,59 25,4 1185 4,453 26,4 1884 4,184 24,9 3025 3,838 25,4

899 4,585 25,4 1185 4,448 26,9 1911 4,175 24,9 3009 3,843 25,4

899 4,585 25,4 1185 4,453 26,4 1898 4,18 24,9 3059 3,828 25,4

888 4,59 25,4 1185 4,453 26,4 1879 4,18 25,4 3042 3,833 25,4

899 4,585 25,4 1209 4,443 26,4 1884 4,184 24,9 3042 3,833 25,4

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

911 946 888 1190 1209 1185 1905 1939 1857 3034 3059 3009


0,035%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

1007 4,536 25,9 1381 4,385 25,4 2276 4,048 24,9 3597 3,677 25,4

1101 4,502 25,4 1369 4,39 25,4 2276 4,048 24,9 3525 3,696 25,4

1126 4,492 25,4 1344 4,399 25,4 2148 4,092 24,9 3490 3,706 25,4

982 4,551 25,4 1382 4,39 24,9 2219 4,067 24,9 3472 3,711 25,4

1005 4,541 25,4 1354 4,394 25,4 2162 4,087 24,9 3616 3,672 25,4

1101 4,502 25,4 1381 4,385 25,4 2233 4,062 24,9 3669 3,667 24,9

993 4,546 25,4 1381 4,385 25,4 2176 4,082 24,9 3597 3,677 25,4

982 4,551 25,4 1356 4,394 25,4 2233 4,062 24,9 3543 3,691 25,4

1053 4,521 25,4 1356 4,394 25,4 2219 4,067 24,9 3599 3,667 25,9

1065 4,516 25,4 1381 4,385 25,4 2219 4,067 24,9 3545 3,682 25,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

1042 1126 982 1369 1382 1344 2216 2276 2148 3565 3669 3472


L15


0,04%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

1174 4,473 25,4 1628 4,297 24,9 2579 3,94 25,4 4027 3,564 25,4

1150 4,482 25,4 1628 4,297 24,9 2573 3,95 24,9 4028 3,574 24,9

1150 4,482 25,4 1652 4,282 25,4 2525 3,965 24,9 4066 3,564 24,9

1186 4,473 24,9 1612 4,297 25,4 2579 3,94 25,4 4008 3,579 24,9

1173 4,477 24,9 1628 4,297 24,9 2563 3,945 25,4 4066 3,564 24,9

1162 4,477 25,4 1641 4,292 24,9 2558 3,955 24,9 4008 3,579 24,9

1174 4,473 25,4 1628 4,297 24,9 2518 3,96 25,4 3969 3,579 25,4

1150 4,482 25,4 1639 4,287 25,4 2594 3,935 25,4 4008 3,579 24,9

1149 4,487 24,9 1641 4,292 24,9 2548 3,95 25,4 4008 3,579 24,9

1211 4,458 25,4 1628 4,297 24,9 2533 3,955 25,4 4066 3,564 24,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

1168 1211 1149 1633 1652 1612 2557 2594 2518 4025 4066 3969


0,05%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

1451 4,365 25,4 2082 4,136 24,9 3066 3,789 25,4 4650 3,413 25,4

1515 4,341 25,4 2096 4,131 24,9 2985 3,813 25,4 4629 3,418 25,4

1541 4,331 25,4 2048 4,141 25,4 3001 3,809 25,4 4820 3,374 25,4

1476 4,355 25,4 2082 4,136 24,9 3014 3,813 24,9 4735 3,393 25,4

1476 4,355 25,4 2103 4,136 24,4 2985 3,813 25,4 4799 3,379 25,4

1476 4,355 25,4 2103 4,136 24,4 3001 3,809 25,4 4693 3,403 25,4

1464 4,36 25,4 2088 4,141 24,4 2985 3,813 25,4 4650 3,413 25,4

1504 4,35 24,9 2117 4,131 24,4 2969 3,818 25,4 4588 3,428 25,4

1489 4,35 25,4 2103 4,136 24,4 2998 3,818 24,9 4820 3,374 25,4

1489 4,35 25,4 2088 4,141 24,4 2998 3,818 24,9 4756 3,389 25,4

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

1488 1541 1451 2091 2117 2048 3000 3066 2969 4714 4820 4588


L16


0,07%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

1795 4,238 25,4 2373 4,023 25,9 3319 3,706 25,9 5465 3,223 25,9

1714 4,267 25,4 2373 4,023 25,9 3353 3,696 25,9 5536 3,208 25,9

1741 4,258 25,4 2170 4,092 25,9 3387 3,686 25,9 5512 3,213 25,9

1768 4,248 25,4 2300 4,048 25,9 3385 3,696 25,4 5442 3,227 25,9

1782 4,243 25,4 2198 4,082 25,9 3368 3,701 25,4 5419 3,232 25,9

1768 4,248 25,4 2314 4,043 25,9 3351 3,706 25,4 5372 3,242 25,9

1768 4,248 25,4 2198 4,082 25,9 3351 3,706 25,4 5349 3,247 25,9

1782 4,243 25,4 2198 4,082 25,9 3334 3,711 25,4 5326 3,252 25,9

1782 4,243 25,4 2170 4,092 25,9 3334 3,711 25,4 5326 3,252 25,9

1768 4,248 25,4 2184 4,087 25,9 3317 3,716 25,4 5349 3,247 25,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

1767 1795 1714 2248 2373 2170 3350 3387 3317 5410 5536 5326


0,09%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

1977 4,194 23,9 2453 4,028 23,9 3739 3,628 23,9 6091 3,154 23,4

1948 4,204 23,9 2437 4,033 23,9 3739 3,628 23,9 6168 3,14 23,4

2078 4,16 23,9 2407 4,043 23,9 3795 3,613 23,9 6040 3,164 23,4

2020 4,18 23,9 2407 4,043 23,9 3758 3,623 23,9 6091 3,154 23,4

1991 4,189 23,9 2392 4,048 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4

1977 4,194 23,9 2407 4,043 23,9 3776 3,618 23,9 6040 3,164 23,4

2011 4,189 23,4 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4

2035 4,175 23,9 2437 4,033 23,9 3758 3,623 23,9 5930 3,174 23,9

2093 4,155 23,9 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5964 3,179 23,4

2049 4,17 23,9 2407 4,043 23,9 3739 3,628 23,9 5980 3,164 23,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

2018 2093 1948 2416 2453 2392 3752 3795 3739 6023 6168 5930


L17


0,1%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

2134 4,106 26,4 2626 3,926 26,9 4166 3,467 26,4 6547 2,088 26,9

2134 4,106 26,4 2698 3,911 26,4 4165 3,457 26,9 6754 2,964 26,4

2120 4,111 26,4 2636 3,931 26,4 4184 3,452 26,9 6521 2,993 26,9

2134 4,106 26,4 2682 3,916 26,4 4224 3,452 26,4 6494 2,998 26,9

2120 4,111 26,4 2698 3,911 26,4 4205 3,457 26,4 6442 3,008 26,9

2149 4,101 26,4 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6736 2,949 26,9

2163 4,097 26,4 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6529 3,003 26,4

2192 4,087 26,4 2698 3,911 26,4 4166 3,467 26,4 6547 2,988 26,9

2100 4,111 26,9 2667 3,921 26,4 4205 3,457 26,4 6818 2,939 26,9

2157 4,092 26,9 2667 3,921 26,4 4166 3,467 26,4 6363 3,022 26,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

2140 2192 2100 2671 2698 2626 4189 4224 4165 6575 6818 6363


0,11%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

2231 4,087 25,9 2862 3,877 25,4 4622 3,354 26,4 7073 2,93 25,4

2242 4,077 25,9 2874 3,882 24,9 4602 3,359 26,4 7130 2,92 25,4

2345 4,043 25,9 2915 3,852 25,9 4561 3,369 26,4 6876 2,964 25,4

2155 4,106 25,9 2915 3,852 25,9 4561 3,369 26,4 6932 2,954 25,4

2155 4,106 25,9 2857 3,887 24,9 4581 3,364 26,4 7073 2,93 25,4

2286 4,062 25,9 2931 3,848 25,9 4561 3,369 26,4 6988 2,944 25,4

2286 4,062 25,9 2850 3,872 25,9 4581 3,364 26,4 6820 2,974 25,4

2286 4,062 25,9 2898 3,857 25,9 4619 3,345 26,9 6932 2,954 25,4

2286 4,062 25,9 2898 3,857 25,9 4602 3,359 26,4 6820 2,974 25,4

2256 4,072 25,9 2898 3,857 25,9 4561 3,369 26,4 6876 2,964 25,4

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

2253 2345 2155 2889 2931 2850 4581 4622 4561 6952 7130 6820


L18


0,115%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

2612 3,965 25,4 3467 3,711 24,9 5076 3,271 25,4 7142 2,93 24,9

2659 3,95 25,4 3379 3,735 24,9 5059 3,286 24,9 7200 2,92 24,9

2883 3,882 25,4 3327 3,75 24,9 4940 3,291 25,9 7346 2,895 24,9

2732 3,931 25,4 3292 3,76 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9

2851 3,892 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7258 2,91 24,9

2628 3,96 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9

2754 3,921 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7171 2,925 24,9

2818 3,901 25,4 3327 3,75 24,9 5015 3,296 24,9 7258 2,91 24,9

2707 3,935 25,4 3292 3,76 24,9 5015 3,296 24,9 7114 2,935 24,9

2867 3,887 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7114 2,935 24,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

2751 2883 2612 3339 3467 3275 5007 5076 4940 7200 7346 7114


0,12%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

2612 3,965 25,4 3467 3,711 24,9 5076 3,271 25,4 7142 2,93 24,9

2659 3,95 25,4 3379 3,735 24,9 5059 3,286 24,9 7200 2,92 24,9

2883 3,882 25,4 3327 3,75 24,9 4940 3,291 25,9 7346 2,895 24,9

2732 3,931 25,4 3292 3,76 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9

2851 3,892 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7258 2,91 24,9

2628 3,96 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7200 2,92 24,9

2754 3,921 25,4 3379 3,735 24,9 4993 3,301 24,9 7171 2,925 24,9

2818 3,901 25,4 3327 3,75 24,9 5015 3,296 24,9 7258 2,91 24,9

2707 3,935 25,4 3292 3,76 24,9 5015 3,296 24,9 7114 2,935 24,9

2867 3,887 25,4 3275 3,765 24,9 4993 3,301 24,9 7114 2,935 24,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

2751 2883 2612 3339 3467 3275 5007 5076 4940 7200 7346 7114


L19


0,125%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC =5cm-1

KC =10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

2900 3,877 25,4 3453 3,696 25,9 5282 3,237 24,9 7393 2,876 25,4

3081 3,823 25,4 3685 3,633 25,9 5231 3,237 25,4 7293 2,881 25,9

3081 3,823 25,4 3488 3,686 25,9 5231 3,237 25,4 7592 2,842 25,9

3048 3,833 25,4 3436 3,701 25,9 5253 3,232 25,4 7410 2,861 25,9

3065 3,828 25,4 3471 3,691 25,9 5231 3,237 25,4 7363 2,881 25,4

3095 3,828 24,9 3667 3,638 25,9 5231 3,237 25,4 7381 2,866 25,9

3061 3,838 24,9 3471 3,691 25,9 5253 3,232 25,4 7322 2,876 25,9

2998 3,848 25,4 3436 3,701 25,9 5253 3,232 25,4 7470 2,851 25,9

3095 3,828 24,9 3595 3,657 25,9 5231 3,137 25,4 7422 2,871 25,4

3048 3,833 25,4 3436 3,701 25,9 5231 3,137 25,4 7263 2,886 25,9

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

3047 3095 2900 3514 3685 3436 5243 5282 5231 7391 7592 7263

1.16. Data Hasil Pengukuran Larutan NaOH 0, 135%

0,135%

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC=5cm-1

KC=10cm-1

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Vsen

(volt)

Suhu

(oC)

3338 3,75 25,4 4079 3,54 25,4 5693 3,14 25,4 7994 2,788 25,4

3338 3,75 25,4 4021 3,555 25,4 5741 3,13 25,4 7724 2,822 25,4

3355 3,745 25,4 3945 3,574 25,4 5669 3,144 25,4 7633 2837 25,4

3338 3,75 25,4 3926 3,579 25,4 5622 3,154 25,4 7848 2,803 25,4

3217 3,784 25,4 4059 3,545 25,4 5677 3,154 24,9 7956 2,798 24,9

3269 3,769 25,4 4040 3,55 25,4 5622 3,154 25,4 7786 2,812 25,4

3269 3,769 25,4 4021 3,555 25,4 5653 3,159 24,9 7633 2,837 25,4

3269 3,769 25,4 4002 3,559 25,4 5677 3,154 24,9 7800 2,822 24,9

3286 3,765 25,4 4079 3,54 25,4 5599 3,159 25,4 7633 2837 25,4

3286 3,765 25,4 4040 3,55 25,4 5725 3,144 24,9 7633 2837 25,4

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

Rata

(µS/cm) Max Min

3297 3355 3217 4021 4079 3926 5668 5741 5599 7764 7994 7633


L20

2. Data Hasil Pengukuran Air Habitat Ikan

Jenis Air

KC=1cm-1

KC=2cm-1

KC=5cm-1

Kon

(µS/cm)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Suhu

(oC)

Kon

(µS/cm)

Suhu

(oC)

Kolam ikan I 292 27,3 375 29,3 619 27,3

Kolam ikan II 252 27,3 310 28,8 547 28,3

Kolam ikan III 272 27,3 342 28,3 597 28,3

Sungai 240 27,8 328 27,3 567 28,3

Sawah 223 27,3 293 28,3 537 27,8

Kran 255 26,9 324 26,4 558 26,4

Sungai +debu 1323 28,3 1811 27,3 2771 27,8

3. Perubahan Nilai Konduktivitas Akibat Eksitasi Terus-menerus pada

KC = 1cm-1

dan KC = 2cm-1

No

KC = 1cm-1

KC = 2cm-1

Waktu

(detik)

Konduktivitas

Naoh 0,01%

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

Waktu

(detik)

Konduktivitas

Naoh 0,03%

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

1 0 160 - 0 1159 -

2 10 160 0 10 992 167

3 20 150 10 20 911 81

4 30 150 0 30 830 81

5 40 150 0 40 774 56

6 50 150 0 50 740 34

4. Perubahan Nilai Konduktivitas Akibat Eksitasi Terus-menerus pada

KC = 5cm-1

dan KC = 10cm-1

No

KC = 5cm-1

KC = 10cm-1

Waktu

(detik)

Konduktivitas

Naoh 0,09%

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

Waktu

(detik)

Konduktivitas

Naoh 0,12%

(µ/cm)

Beda

(µ/cm)

1 0 3733 - 0 7353

2 10 3234 499 10 6637 716

3 20 2798 436 20 6450 187

4 30 2554 244 30 6234 216

5 40 2420 134 40 6132 102

6 50 2370 50 50 5957 175


L21

LAMPIRAN E

PERANCANGAN RESISTOR RS

Perancangan resistor Rs diawali dengan membandingkan tingkat kelinieran grafik

hubungan VLarutan dan nilai konduktivitas pada konstanta sel sensor 1cm-1

, jika

menggunakan resistor RS dengan nilai yang berbeda-beda. Nilai konduktivitas dihitung

pada suhu 25oC dan catu daya yang digunakan memiliki tegangan sebesar 5 volt dengan

menggunakan persamaan berikut;

( )

( )

Tingkat kelinieran berdasarkan regresi kuadrat (R2) dari grafik hubungan VLarutan

dan konduktivitas ditunjukan pada gambar berikut.

Berdasarkan gambar diatas, nilai resistor RS 10 ohm, 50 ohm dan 100 ohm

menghasilkan tingkat kelinieran yang lebih baik pada rentang pembacaan konduktivitas

0µS/cm -5000µS/cm. Namun, resistor 100 ohm mampu bekerja pada rentang tegangan

yang lebih besar dari resistor 10 ohm dan 50 ohm. Rentang tegangan VLarutan yang besar

mampu menghasilkan ketelitian pengukuran konduktivitas ((µS/cm)/volt) yang lebih baik

R² = 0,9997 R² = 0,9971 R² = 0,99 R² = 0,9701 R² = 0,9479

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Kon

du

kti

vit

as

(µS

/cm

)

VLarutan(volt)

VLarutan Vs Konduktivitas (KC = 1cm-1)

Rs = 10 ohm Rs = 50 ohm Rs = 100 ohm

Rs = 200 ohm Rs = 300 ohm


L22

sehingga RS yang digunakan pada rangkaian sensor konduktivitas dengan konstanta sel

1cm-1

dalah 100 ohm.

Nilai resistor RS pada konstanta sel 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

dihitung menggunakan

nilai VLarutan pada konstanta sel 1cm-1

untuk konduktivitas sebesar 5000 µS/cm. VLarutan saat

nilai konduktivitas sebesar 5000 µS/cm dihitung menggunakan rumus berikut;

( )

Rumus tersebut menghasilkan nilai VLarutan sebesar 3,333 volt untuk nilai konduktivitas

sebesar 5000 µS/cm.

Jika nilai catu daya ditetapkan 5 volt dan suhu air berada pada nilai 25oC maka

nilai resistor Rs untuk konstanta sel 2cm-1

, 5cm-1

dan 10cm-1

ditunjukan pada tabel berikut;

No

Nilai

konstanta

sel

(cm-1)

Jangkauan

konduktivitas

tertinggi

(µS/cm)

Suhu

(Celcius)

Catu

daya

(volt)

VLarutan

(volt)

RLarutan

(ohm)*

Rs

(ohm)*

1 2 5000 25 5 3.333 400 200

2 5 5000 25 5 3.333 1000 500

3 10 5000 25 5 3.333 2000 1000

*Catatan: Nilai RLarutan dan RS diperoleh dari hasil perhitungan

Perhitungan nilai RLarutan menggunakan rumus;

( )

Perhitungan nilai RS menggunakan rumus;

-


L23

LAMPIRAN F

ALAT UKUR KONDUKTIVITAS BENCHTOP H208G

Alat ukur konduktivitas yang digunakan pada penelitian ini adalah Benchtop

H208G seperti gambar di bawah ini.

Benchtop H208G mampu mengukur pH, konduktivitas dan oksigen terlarut. Pada

pengukuran konduktivitas Benchtop H208G memiliki spesifikasi sebagai berikut;

1. Akurasi pembacaan : ±1% full scale atau ±1 digit

2. Resolusi : 0,01µS/cm, 0,1µS/cm, 1µS/cm, 0,01mS/cm dan 0,1mS/cm

3. Jangkauan pengukuran: 0µS/cm-19,99µS/cm, 20,0µS/cm-199,9µS/cm, 200µS/cm-

1999µS/cm, 2,00mS/cm – 19,99mS/cm, 20,0mS/cm – 199,0 mS/cm

Penggunaan Benchtop H208G dalam proses pengukuran membutuhkan langkah-

langkah sebagai berikut

1. Penyetelan tombol ukur

Tekan tombol power untuk menyalakan alat ukur, pilih jenis pengukuran yaitu

konduktivitas, derajat keasaman atau oksigen terlarut dengan menekan salah satu

tombol yang mewakili ketiga jenis pengukuran tersebut. Proses pengukuran

konduktivitas diawali dengan menekan tombol pengukuran konduktivitas.

2. Pemilihan range pengukuran

Proses pemilihan range pengukuran dilakukan secara otomatis oleh alat ukur.

Proses pemilihan diawalai dengan kalibrasi alat ukur pada larutan yang nilai

konduktivitasnya sudah diketahui seperti pada gambar di bawah ini.


L24

3. Proses pengukuran

Pada proses pengukuran, alat ukur dicelupkan pada larutan air. Alat ukur digerakan

naik-turun untuk menghilangkan gelembung pada bagian elektroda. Nilai

konduktivitas tertampil pada layar LCD alat ukur.

4. Pembersihan probe alat ukur

Setelah proses pengukuran selesai probe (elektroda) alat ukur harus dibersihkan

menggunakan “deionized water”


L25

LAMPIRAN G

Flowchart Pengoperasian Sensor Konduktivitas dengan

Konstanta Sel 1cm-1

, 2cm

-1 dan 5cm

-1

MULAI

KC = 5 cm-1

aktif

Ukur Konduktivitas

KC = 2 cm-1

aktif

Ukur Konduktivitas

Kon5>5690

Tampil

LCD”Tidak Valid”

3750≤Kon5≤5690

Kon5 = Hasil Ukur

Tampil LCD nilai

kon5

Kon2 = Hasil Ukur

Kon2>2910

D

C

Tampil LCD

nilai kon25

G E

1199≤Kon2≤2910

F

Ya

Tidak

Ya

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Tidak

H


L26

Blok diagram pengoperasian sensor konduktivitas memiliki prosedur sebagai

berikut;

1. Pengoperasian ketiga sensor konduktivitas selalu dimulai dengan mengaktikan

sensor KC = 5cm-1

untuk melakukan pengukuran. Data hasil pengukuran disimpan

pada variabel kon5.

G

KC = 1 cm-1

aktif

Ukur Konduktivitas

Kon1 = Hasil Ukur

Kon1>756

Tampil LCD

nilai kon2

Tampil LCD

nilai kon1

C D E

F

Tampil LCD

nilai kon2

Ya

Tidak

SELESAI

H


L27

2. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon5 melebihi nilai 5690µS/cm maka data

tersebut tidak valid untuk pengukuran ketiga sensor konduktivitas.

3. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon5 berada diantara nilai 5690µS/cm dan

3750µS/cm maka nilai tersebut masuk dalam jangkauan pengukuran sensor KC =

5cm-1

dan ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.

4. Jika nilai konduktivitas hasil pengukuran sensor KC = 5cm-1

kurang dari

3750µS/cm, maka sistem kemudian mengaktifkan sensor KC = 2cm-1

dan

melakukan pengukuran nilai konduktivitas. Hasil pengukuran disimpan pada

variabel kon2.

5. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 lebih dari 2910µS/cm maka nilai pada

variabel kon2 dan kon5 dirata-ratakan dan disimpan pada variabel kon52 serta

ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.

6. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 berada diantara nilai 1199µS/cm dan

2910µS/cm maka nilai tersebut masuk dalam jangkauan pengukuran sensor KC =

2cm-1

dan ditampilkan pada LCD sebagai hasil pengukuran.

7. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon2 kurang dari 1199µS/cm, maka sistem

kemudian mengaktifkan sensor KC = 1cm-1

dan melakukan pengukuran nilai

konduktivitas. Hasil pengukuran disimpan pada variabel kon1.

8. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon1 lebih dari 756 µS/cm, maka nilai

konduktivitas pada variabel kon2 ditampilkan pada LCD sebagai data hasil

pengukuran

9. Jika nilai konduktivitas pada variabel kon1 kurang dari atau sama dengan 756

µS/cm, maka nilai konduktivitas pada variabel kon1 ditampilkan pada LCD sebagai

data hasil pengukuran.

10. Proses ini terus berulang untuk setiap pengukuran konduktivitas air kolam ikan.
