of 17/17
SISTEM PENCIUMAN ELEKTRONIK SEBAGAI PENDETEKSI FORMALIN PADA TAHU Oleh Eko Indriasto NIM: 612007075 Skripsi Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga Juli 2014

Sistem Penciuman Elektronik sebagai Pendeteksi Formalin ...repository.uksw.edu/bitstream/123456789/9180/7/T1_612007075_Judul.pdf · Nama Eto \narta

  • View
    217

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Sistem Penciuman Elektronik sebagai Pendeteksi Formalin...

SISTEM PENCIUMAN ELEKTRONIK SEBAGAI PENDETEKSI FORMALIN

PADA TAHU

Oleh

Eko Indriasto

NIM: 612007075

Skripsi

Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh

Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer

Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga

Juli 2014

PERPUSTAKAAN UNIvERSITASUNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

Jl. Diponegoro 52 - 50 Salatiga 5071 IJawa Tengah, Indonesia

T elp. 0298 - 32121 2, Fax. 0298 321433Email: [email protected] ; http://library.uksw.edu

PERNYATAAN TIDAK PUTGIAT

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Eto \narta

ffiPERPUSTAKAAN UNIYERSITAS

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANAJI. Diponegoro 52 - 50 Salatiga 5071 I

Jawa Tengah, Indonesia

Telp. 0298 - 321212, Fax. 0298 321+33Email: [email protected] ; http://library.uksw.edu

PERNYATAAN PERSETUJUAN AKSES

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

T,Un l^)":.cttoNamaNIM

Fakultas

Judul tugas akhir

+TEF Program Studi : \eKv-rtk6tbao?S Email , [email protected]"tet'lu- utruJ -%t

t Lek rto

Dengan ini saya menyerahkanhak non-eksklusif kepada Perpustakaan Universitas - Universitas Kristen SatyaWacana untuk menyimpan, mengatur akses serta melakukan pengelolaan terhadap karya saya ini denganmengacu pada ketentuan akses tugas akhir elektronik sebagai berikut (beri tanda pada kotak yang sesuai):

il^ Saya mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori PerpustakaanUniversitas,dan/atau portal GARUDA

f] b. Saya tidak mengijinkan karya tersebut diunggah ke dalam aplikasi Repositori Perpustakaan Universitas,dan/ atau portal GAITUDA* *

Demikian pemyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Salatiga, 2>- o8 - 2o\

SISTEM fM{CIUMAN f,tr$,KT. RONIK SESAGAI PtrNDUTDI('SI NOBMALtrN

,PADA TAHUl:- q-

Oleh

Eko ldriasco

NIM:612ffi?tfi75

S*xipcr iai et* diierirrls darr disa**CIn

Un&k rnelsngfuapi salah satu syarat mmeerCIie

G,ele Sajm Teknik-.- --.

dalam

Kmsenkai Tknik EHdro*ika

Program Strdi Tetrnik Elekmo

Faleilhs Teknik Elknika dan KmrE*er

Universitas Kristen SaEa lYrcana

Sda*iga

Disahkanoleh:

Pe,r$iding II

HSy Surilo.S.Tf. til.Ensranggal )o/6120!qTanggsl : %/6/t0ty

i

INTISARI

Tahu merupakan sumber protein nabati yang menjadi asupan sangat penting

bagi tubuh manusia. Tahu menjadi makanan yang sering dikonsumsi oleh semua

lapisan masyarakat. Selain harganya terjangkau, tahu juga mudah kita jumpai di toko-

toko, warung. Namun beberapa pedagang yang tidak bertanggungjawab memanfaatkan

situasi ini untuk mengambil keuntungan sebesar-besarnya dengan menggunakan

formalin sebagai pengawet agar tahu tidak rusak dan tahan lama. Formalin adalah

bahan kimia yang mudah menguap, formalin memiliki titik leleh -15C dan titik didih

98C sehingga penguapan dapat dideteksi dengan menggunakan sensor gas [6]. Maka

dari itu dibuatlah sebuah alat elektronik nose sebagai alat bantu mendeteksi formalin.

Sistem elektronik nose ini terdiri dari lima sensor gas, yaitu TGS 2602, TGS

2610, TGS 2611, TGS 2620 dan TGS 2600. Sensor akan mengambil data dengan

keluaran tegangan yang nantinya akan dikonversi menjadi data digital oleh

mikrokontroler. Metode yang dipakai adalah treshold dan compare.

Dari hasil pengujian sejauh ini, sistem elektronik nose sebagai pendeteksi

formalin pada tahu hanya mampu mendeteksi kandungan formalin pada bagian

permukaan tahu,dalam kondisi tahu masih basah. Kemampuan sensor terbatas terhadap

besar kecilnya penguapan formalin yang terjadi pada tahu, semakin sedikit kandungan

formalin, semakin kecil pula penguapan yang terjadi sehingga alat tidak mampu

mendeteksi adanya kandungan formalin atau tidak. Hal tersebut dibuktikan dengan alat

tidak mampu mendeteksi setelah tahu dicuci. Masih diperlukan penelitian lebih jauh

untuk membuat sistem elektronik nose ini mampu mendeteksi dan mengukur

kandungan formalin di dalam tahu ,tidak cukup dengan metode threshold dan compare.

ii

ABSTRACT

Tofu a source of nabati protein intake which is very important for the human body.

Tofu to be food often consumed by all levels of society. Aside from the price is

affordable, tofu easy to find in stores, stalls. However, some unscrupulous traders take

advantage of this situation to take advantage as much as possible with the use of

formalin as a preservative in order that tofu not damaged and durable. Formalin is a

volatile chemicals, formaldehyde has a melting point of -15C and a boiling point of 98

C so that evaporation can be detected using gas sensors. Therefore made an electronic

nose instrument as a tool to detect formalin [6].

Electronic nose system consists of five gas sensors, namely TGS 2602, TGS 2610, TGS

2611, TGS 2620 and TGS 2600. Each sensor has the function of respectively - each.

The sensor will take data with the output voltage will be converted into digital data by

the microcontroller. The method used is treshold and compare.

From the test results so far, the electronic nose system for detecting formaldehyde in

the tofu only able to detect the content of formaldehyde on the surface tofu , still wet

conditions. The ability of the sensor is limited to the size of the evaporation that occurs

in formalin tofu, the smaller the formaldehyde content, the less the evaporation that

occurs so that the tool is not able to detect the presence of formaldehyde or not. This is

evidenced by the tool is not able to detect after tofu washed out. Further research will

be needed to make an electronic nose system is capable of detecting and measuring the

formaldehyde content in the tofu, is not enough to threshold method and compare.

iii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan

anugrahNya yang senantiasa penulis terima memberikan semangat dalam

menyelesaikan peneletian, perancangan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan

studi di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana

Salatiga.

Penulis menyadari dengan segenap kerendahan hati bahwa dalam menyelesaikan

skripsi ini penulis tidak bisa mengerjakan sendirian, banyak pihak ikut membantu

menyelesaikan berbagai persoalan, hambatan yang penulis hadapi. Pada kesempatan

kali ini penulis meyampaikan terimakasih kepada berbagai pihak yang ikut membantu

baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan skripsi ini.

1. Kepada Tuhan Yesus Kristus yang senantiasa mencurahkan rahmat,

anugrahNya yang terus melimpah, memberikan semangat bagi saya untuk

menyelesaikan skripsi ini. ku percaya Engkau tidak pernah meninggalkan

ku sedetikpun.

2. Bapak Wibowo dan Ibu Indrati , kedua orang tua saya yang saya hormati

,yang senantiasa sabar, berdoa, memberikan semangat bagi saya selama

proses menyelesaikan skripsi ini. maaf Bapak Ibu lama, terimakasih untuk

perjuangan, kesabaran bapak ibu.

3. Bapak Dr. Iwan Setyawan dan bapak Deddy Susilo, S.T., M.Eng selaku

pembimbing I dan II saya, terimakasih untuk semangat, pengertian,

kebijaksanaan , ide, kesabaran bapak dalam membimbing saya dalam

menyelesaikan skripsi ini. Saya meminta maaf jika selama proses

pengerjaan skripsi ini saya banyak melakukan kesalahan yang tidak

berkenan di hati bapak.

4. Adik tersayang Fidela Novita Sari , adik saya yang selalu memberikan

semangat selama proses pengerjaan skripsi, adik yang selalu menghibur

ketika saya pulang ke rumah, bercanda, tertawa, memberikan kegembiraan.

Jadilah garam dan terang dunia.

5. Bapak Ibu dosen tempat curhat saya, terimakasih telah mau meluangkan

waktu untuk mendengarkan keluh kesah saya, terimakasih untuk semangat,

iv

masukan masukan yang sangat membantu saya dalam menyelesaikan

setiap perasalahan permasalahan yang saya hadapi.

6. Pegawai tata usaha (TU) Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer , mbak

Rista, mbak Vera dan Dita yang ikut membantu dalam mempersiapkan

berkas berkas administrasi ujian, buat TU jadi ceria, terimakasih juga

kepada laboran , Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, dan Mas Hari

7. Teman teman lab XT, Heru 06, Putu 07, Rofian 07, Tio 07, Christine 07,

Winan 07, Rian 07, Demas 08, Gading 08, Dika 08, Ernanda 08, Edwin 08,

Visi 08, Henry 08, Handoko 09, Hendry 09, Jhony 09, mas Ari, mas Sembir,

kak Deka, yang selalu bikin rame dan ceria lab skripsi. Gokil bro...!!

8. Mima 07 yang telah mau meminjamkan modemnya, Bagong (Ditya C.A) 08

yang mau meminjamkan downloader-nya, Yahya 08 yang mengajarkan

komunikasi serial, Rofian 07 mengajarkan ADC, Demas 08 my haters

abadi mengajarkan grafik dengan Exel , Tio 07 yang mengajarkan sket ap

untuk membuat sketsa alat dan joint printer, Edwin 08 yang mengajarkan

membuat grafik dengan visual studio, Dhani 08 membantu mencarikan

botol aqua, dan teman teman semuanya yang ikut membantu dalam proses

pengerjaan skripsi ini, terimakasih banyak kawan - kawan.

9. Heri 07, teman konsultasi tempat berbagi ide, pemikiran, bersedia ikut

membantu menyelesaikan kesulitan kesulitan yang saya hadapi.

10. Gloria Virginia, teman saya dari FSM yang meminjamkan jerigen sebagai

tempat aquades.

11. Bapak Agung laboran Kimia Fakultas Sains dan Matematika (FSM)

Universitas Kristen Satya Wacana yang dengan ramah, dan senang hati

mau membantu mengijinkan saya untuk memakai peralatan laboratorium

kimia dalam proses membuat larutan formalin.

12. Mbak Yanti laboran Fakultas Sains dan Matematika (FSM) Universitas

Kristen Satya Wacana yang dengan senang hati mau meluangkan waktu

untuk saya berkonsultasi , berbagi pemikiran dan ide. Terimakasih juga mau

membantu dalam mempersiapkan aquades dan formalin selama proses

pengerjaan skripsi.

13. Bapak Lutiyono,S.Si. laboran Fakultas Sains dan Matematika (FSM) yang

dengan ramah, bersedia membantu dan menjelaskan proses menganalisa

v

kandungan kadar formalin dalam tahu dengan menggunakan metode

spectrophotometer.

14. Teman teman Persekutuan Doa Teknik Elektronika dan Komputer (Petros)

yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, terimakasih untuk dukungan doa

kalian sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik.

15. Herditya C 07 Codot yang selalu ngeceni , teman war PES , teman satu

kos sampai tua yang senantiasa mengingatkan saya untuk segera lulus,

jangan lama lama. Membuat kos jadi rame.

16. Teman teman satu angkatan 2007 yang telah menjadi bagian dari hidup

saya , membuat banyak cerita, kadang membuat senang, kecewa, jengkel,

gemes, gembira, terharu, kaya permen nano nano, banyak rasanya.

terimakasih kawan kawan, aku percaya ini bukanlah sebuah kebetulan

untuk kita dipertemukan bersama dalam angkatan ini, everything happens

for a reason, God has a plan for us

17. Ibu penjual tahu di pasar Raya Salatiga.

18. Teman teman dekat saya Angling 06, Irma 06, Chinthia 07, Richard 07,

Dilla 07, Nina 07, Thomas 07, Purnamasidi 07, Albert 07, Herditya C 07,

Kunto 07, Febe 08, Monic 08, Rani 09, Adi Wicitra 09.

19. Sahabat sahabat SMA saya , Nanda, Lulus, Astuti, yang senantiasa

memberikan dukungan semangat kepada saya.

20. Teman teman kakak angkatan dan adik adik angkatan yang telah

menjadi bagian dari kehidupan penulis selama di elektro, terimakasih

kawan.

21. Ibu dan Bapak kos yang selalu mengerti, memberikan semangat dan

dukungan doa dalam proses pembuatan skripsi ini.

22. Berbagai pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, penulis

mengucapkan banyak terimakasih.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan, jauh dari sempurna,

oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca

sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan teknik elektronika

Salatiga, Juli 2014

Penulis

vi

DAFTAR ISI

INTISARI ............................................................................................................................... i

ABSTRACT .......................................................................................................................... ii

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... vi

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ................................................................................................................ x

DAFTAR SIMBOL ............................................................................................................ xii

DAFTAR SINGKATAN ................................................................................................... xiii

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

1.1 Tujuan .................................................................................................................. 1

1.2 Latar Belakang ..................................................................................................... 1

1.3 Spesifikasi Sistem ................................................................................................ 2

1.4 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ........................................................................................................ 4

2.1 Formalin ............................................................................................................... 4

2.2 Elektronik Nose ................................................................................................... 5

2.3 Deret Sensor......................................................................................................... 6

2.4 Mikrokontroler Atmega32 ................................................................................... 7

BAB III PERANCANGAN SISTEM ................................................................................... 10

3.1 Gambaran Sistem ................................................................................................. 10

3.2 Perancangan Perangkat Keras.............................................................................. 13

3.2.1 Tabung Sampel .......................................................................................... 13

3.2.2 Sensor Chamber ......................................................................................... 14

3.2.3 Sistem Kontrol ........................................................................................... 15

3.2.4 Perancangan Modul Sensor ....................................................................... 19

3.2.5 Perancangan Display ................................................................................. 22

3.3 Perancangan Perangkat Lunak ............................................................................. 23

3.3.1 Perancangan Perangkat Lunak Mikrokontroler ......................................... 23

vii

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS .............................................................................. 27

4.1 Pengujian Modul Sensor ...................................................................................... 27

4.2 Pengujian Sensitifitas Sensor ............................................................................... 27

4.3 Pengujian Waktu Pengukuran ............................................................................. 30

4.4 Pengujian Pengaruh Suhu Terhadap Sensor ........................................................ 34

4.5 Pengujian Karakteristik Sensor............................................................................ 38

4.6 Pengujian Mencari Karakteristik Formalin ......................................................... 39

4.7 Pengujian Tahu Tanpa Formalin ......................................................................... 40

4.8 Pengujian Meminimalkan Pembusukan .............................................................. 41

4.9 Pengujian Pengukuran Kadar Formalin ............................................................... 43

4.10 Pengujian Udara Bersih ..................................................................................... 48

4.11 Pengujian Keseluruhan ...................................................................................... 49

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................................ 59

5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 59

5.2 Saran Pengembangan ........................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................ 61

LAMPIRAN .......................................................................................................................... 63

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Deret Sensor Gas.......................................................................................6

Gambar 2.2 TGS Sensor...............................................................................................7

Gambar 3.1 Blok Diagram Keseluruhan Sistem Yang Dirancang..............................10

Gambar 3.2 Diagram Blok Alat Keseluruhan.............................................................11

Gambar 3.3 Sketsa Alat..............................................................................................12

Gambar 3.4 Gambar Alat Yang Telah Direalisasikan................................................13

Gambar 3.5 Tabung Sampel........................................................................................13

Gambar 3.6 Sensor Chamber......................................................................................14

Gambar 3.7 Schematic Keseluruhan Sistem...............................................................15

Gambar 3.8 Transistor Sebagai Saklar........................................................................17

Gambar 3.9 Rangkaian Sederhana Transistor Sebagai Saklar....................................17

Gambar 3.10 Rangkaian Reegulator Pada Alat............................................................18

Gambar 3.11 Rangkaian Sederhana Regulator.............................................................19

Gambar 3.12 Rangkaian Modul Sensor Gas.................................................................20

Gambar 3.13 Schematic Deret Sensor..........................................................................21

Gambar 3.14 Grafik Pengaruh Tegangan Heater.........................................................22

Gambar 3.15 LCD 16 x 2..............................................................................................22

Gambar 3.16 Diagram Alir Perangkat Lunak Mikrokontroler......................................26

Gambar 4.1 Test Kit Formalin....................................................................................28

Gambar 4.2 Tahu Tanpa Formalin..............................................................................28

Gambar 4.3 Tahu Mengandung Formalin...................................................................29

Gambar 4.4 Grafik Respon Sensor TGS.....................................................................30

Gambar 4.5 Grafik Repon Sensor TGS Saat Tombol On...........................................30

Gambar 4.6 Typical Initial Action..............................................................................32

ix

Gambar 4.7 Grafik Respon Sensor Saat Mulai Melakukan Pendeteksian..................32

Gambar 4.8 Respon Sensor.........................................................................................33

Gambar 4.9 Grafik Respon Sensor Saat Melakukan Pendeteksian.............................33

Gambar 4.10 Grafik Respon Sensor Setelah Melakukan Pendeteksian........................34

Gambar 4.11 Grafik Suhu Sensor TGS Terhadap Perubahan Waktu...........................35

Gambar 4.12 Grafik Suhu Sensor Chamber Terhadap Perubahan Waktu....................36

Gambar 4.13 Grafik Nilai ADC Sensor TGS................................................................42

Gambar 4.14 Grafik Nilai ADC Sensor TGS 2620.......................................................45

Gambar 4.15 Grafik Nilai ADC Sesnor TGS 2610.......................................................45

Gambar 4.16 Grafik Nilai ADC Sensor TGS 2611.......................................................46

Gambar 4.17 Grafik Nilai ADC Sensor TGS 2620.......................................................46

Gambar 4.18 Grafik Nilai ADC Sensor TGS 2600.......................................................47

Gambar 4.19 Spectrophotometer..................................................................................49

Gambar 4.20 Ultrasonic Cleaner..................................................................................50

Gambar 4.21 Hasil Uji Formalin...................................................................................50

Gambar 4.22 Grafik Nilai ADC TGS 2620 Pada Tiga Variasi Perlakuan......................57

x

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Konfigurasi penggunaan pin Atmega32 .................................................. 16

Tabel 3.2 Jenis dan Target Gas Sensor TGS..............................................................19

Tabel 3.3 Keluaran Arus Sensor TGS........................................................................20

Tabel 3.4 Nilai ADC Sensor TGS pada Kondisi Fresh Air......................................23

Tabel 3.5 Data ADC Sensor TGS..............................................................................24

Tabel 4.1 Respon Sensor TGS Terhadap Perubahan Konsentrasi Formalin.............27

Tabel 4.2 Respon Sensor TGS Terhadap Perubahan Konsentrasi Formalin.............29

Tabel 4.3 Suhu Sensor TGS Terhadap Perubahan Waktu.........................................35

Tabel 4.4 Suhu Sensor Chamber Terhadap Perubahan Waktu..................................36

Tabel 4.5 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Siang Hari...........................................37

Tabel 4.6 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Malam Hari.........................................37

Tabel 4.7 Nilai Tegangan Sensor TGS Pada Pagi Hari.............................................37

Tabel 4.8 Respon Sensor TGS Terhadap Ekstrak Buah Jeruk...................................38

Tabel 4.9 Respon Sensor TGS terhadap Alkohol......................................................38

Tabel 4.10 Respon Sensor TGS Terhadap Formalin...................................................39

Tabel 4.11 Tegangan dan ADC Deret Sensor TGS pada Formalin Murni..................40

Tabel 4.12 Tegangan dan Nilai ADC Sensor TGS Tahu Tanpa Formalin..................41

Tabel 4.13 Nilai ADC dan Tegangan Sensor TGS......................................................42

Tabel 4.14 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu Berkonsentrasi 3000 ppm........43

Tabel 4.15 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu Berkonsentrasi 6000 ppm........44

Tabel 4.16 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Tahu berkonsentrasi 12000 ppm......44

Tabel 4.17 Nilai ADC Sensor TGS Pada Udara Bersih...............................................48

Tabel 4.18 Hasil Ujicoba Spectrophotometer..............................................................51

Tabel 4.19 Nilai ADC Deret Sensor TGS Pada Kondisi Fresh Air.............................51

Tabel 4.20 Hasil Pengujian Perlakuan Pertama...........................................................53

xi

Tabel 4.21 Hasil Pengujian Perlakuan Kedua.............................................................54

Tabel 4.22 Hasil Pengujian Perlakuan Ketiga.............................................................55

Tabel 4.23 Nilai ADC TGS 2620 Pada Perlakuan Pertama, Kedua dan Ketiga..........57

xii

DAFTAR SIMBOL

% Percent

Derajat

Beta

Ohm

xiii

DAFTAR SINGKATAN

IPCS International progamme on Chemical Safety

PCA Principal Component Analysis

TGS T aguchi Sensor Gas

CPU Control Prosessing Unit

IC Integrated Circuit

ROM Read Only Memory

RAM Random Access Memory

LED Light Emitting Diode

ADC Analog Digital Converter

LCD Liquid Cristal Display