PENERAPAN SENSOR TGS 2620 SEBAGAI PENDETEKSI KADAR ALKOHOL PADA PRODUK PANGAN BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

ABSTRACT

APPLICATION OF THE SENSOR TGS 2620 AS A DETECTOR
ALCOHOL CONTENT IN FOOD PRODUCTS BASED
MICROCONTROLLER ATMEGA 8535
Oleh
ROHMANTO

It has been designed and fabricated a gauge levels of alcohol (C2H5OH) on
microcontroller ATMega 8535 based food products using gas sensor TGS 2620.
Alcohol content measuring instrument has calibrated using Alkoholmeter. The
Data from the sensors has processed by microcontroller which results displayed
by the LCD 16 x 2. The process of collecting, processing, and communication of
data is set by the microcontroller ATMega 8535 program with BASCOM
programming language. Measurements were made on samples in the form of a
liquid mixture of alcohol and distilled water with 100 ml evaporated.
Measurements were performed in 5 repetitions. Calibration of the instrument that
by taking the data from the sensor voltage fluids that have been in dilute alcohol.
This tool has a measurement range of 0% to 97% with a 4.9% error. As a food
product samples that will be used in the application of this tool is Bintang Bir
Pilsanier Zero, Vodka Mixmax, Anker Beer, Pepsi Twist, Kratindaeng Energy

Drink, Yogurt, Kecap, Permen Mints, Saos, Calpico Soda, Maya Sarden, Dan
Tapai.

Keywords: Alcohol, Gas Sensor TGS 2620, Microcotroler

ii

ABSTRAK

PENERAPAN SENSOR TGS 2620 SEBAGAI PENDETEKSI
KADAR ALKOHOL PADA PRODUK PANGAN BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA 8535
Oleh
ROHMANTO

Telah dirancang dan dibuat sebuah alat pengukur kadar alkohol (C2 H5 OH) pada
produk pangan berbasis mikrokontroler ATMega 8535 menggunakan sensor gas
Tgs 2620. Alat ukur ini dikalibrasi menggunakan alkoholmeter. Data yang telah
diolah hasilnya ditampilkan oleh LCD 16 x 2. Proses pengambilan, pengolahan,
dan komunikasi data diatur oleh program pada mikrokontroler ATMega 8535

dengan bahasa pemrograman BASCOM. Pengukuran dilakukan pada sampel yang
berupa campuran antara cairan Alkohol dan akuades dengan jumlah 100 ml yang
diuapkan. Pengukuran dilakukan sebanyak 5 kali pengulangan. Kalibrasi alat
dilakukan dengan cara mengambil data tegangan sensor dari cairan alkohol yang
telah di encerkan. Alat ini memiliki range pengukuran 0% sampai 97% dengan
kesalahan 4,9%. Sampel produk pangan yang akan di gunakan dalam
pengaplikasian alat ini adalah Bintang Bir Pilsanier Zero, Vodka Mixmax, Anker
Beer, Pepsi Twist, Kratindaeng Energy Drink, Yogurt, Kecap, Permen Mints,
Saos, Calpico Soda, Maya Sarden, Dan Tapai.

Kata kunci: alkohol, sensor gas TGS 2620, mikrokontroler

i

iii

PENERAPAN SENSOR TGS 2620 SEBAGAI PENDETEKSI
KADAR ALKOHOL PADA PRODUK PANGAN BERBASIS
MIKROKONTROLER ATMEGA8535
(SKRIPSI)

Oleh
ROHMANTO

JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2014

]

DAFTAR GAMBAR

Halaman
Gambar 2.1 Gugus Hidroksil ……………………………………………....

7

………………

11

………………………………

13

Gambar 2.4. Model Penghalang Potensial Pada Saat Tidak Tedapat Gas ...

14

Gambar 2.5. Model Penghalang Potensial Pada Saat Tedapat Gas ………

15

………………………………………

16

Gambar 2.7. Peta Memori Data Avr Atmega 8535 ……………………....

19

Gambar 2.8. Liquid Crystal Display ………………………………………

20

Gambar 3.1. Diagram Alir Perancangan Alat Pengukur Gas Alkohol...........

24

Gambar 3.2. Blok Sistem Pengukuran Konsentrasi Gas Alkohol

............

25

………………………………………

26

Gambar 3.4. Skematik Rangkaian Sensor Tgs 2620 ....................................

27

Gambar 3.5 Rangkaian Minimum Atmega8535

....................................

28

………………………………

31

Gambar 3.7 Rancangang Rafik Analisis Data Tegangan Terhadap Ppm ...

33

………………………

35

Gambar 2.2. Grafik Sensitivitas Dari Sensor Tgs 2620
Gambar 2.3. Struktur Dasar Sensor Gas

Gambar 2.6. Pin out Atmega 8535

Gambar 3.3. Rangkaian Catu Daya

Gambar 3.6. Posisi Pemasangan Sensor

Gambar 4.1 Perangkat Keras Dan Akusisi Data
xvi

Gambar 4.2 Tampilan Keluaran Dari Alat Pengukur Kadar Alkohol .……..

36

Gambar 4.3 Grafik Perbandingan Tegangan ADC Dengan Kadar Alkohol..

41

Gambar 4.4 Grafik Perbandingan Pengukuran Alat Dengan Alkoholmeter..

45

xvii

DAFTAR ISI
halaman
………………………………………………………….

i

ABSTRACT ………………………………………………………….

ii

HALAMAN JUDUL ………………………………………………….

iii

HALAMAN PERSETUJUAN

………………………………….

iv

HALAMAN PENGESAHAN

………………………………….

v

ABSTRAK

………………………………………………….

vii

RIWAYAT HIDUP ………………………………………………….

viii

PERNYATAAN

………………………………………………………….

ix

………………………………………………….

x

………………………………………….

xi

SAN WACANA

………………………………………………….

xii

DAFTAR ISI

………………………………………………….

xiv

DAFTAR GAMBAR …………………………………………………

xvii

………………………………………………….

xix

MOTTO

PERSEMBAHAN

KATA PENGANTAR

DAFTAR TABLE

I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang

……………….…………………………

1

B. Tujuan Penelitian

………………………………..…………

3

C. Manfaat Penelitian

……………………………….………….

3

xiii

D. Rumusan Masalah

………………….……………….……....

4

E. Batasan Masalah

…………………………………………..

4

…………………………………..

5

…………………………………………………..

6

1. Pengertian alkohol

…………………………………..

6

2. Sifat Fisika Alkohol

…………………………………..

7

…………………………………………..

9

II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Penelitian Sebelumnya
B. Alkohol

C. Pengertian Sensor

…………………………………..

10

………….

13

D. Mikrokontroler ATMEGA 8535

…………..………………

16

E. Liquid Crystal Display (LCD)

……………………..……

19

………………..…………

23

B. Alat dan Bahan

…………………………………..………

23

C. Prosedur Penelitian

…………………………………………..

24

D. Perancangan system ………………………………………..…

25

…………………………..

28

F. Pengujian Fungsi Alat

………………..…………………

31

G. Rancangan Analisis Data

......................................................

32

…………………………………………..

35

1. Sensor Gas Tgs 2620

2. Prinsip Kerja Sensor Gas Tipe Semikonduktor

III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian

E. Metode Kalibrasi Alat Ukur Kadar

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian

1. Pengujian Sistem Pengukuran Kadar Alkohol

..................

36

2. Analisis Data Sensor dan Tegangan ADC …………………

40

………………………….

42

4. Pengujian fungsi alat ukur dan analisis data ……………….

44

3. Pengujian Batas Waktu Sensor

xiv

………………......

47

B. Pembahasan ……....…………………………………………..

51

5. Analisis Perangkat Lunak (software)

V. KESIMPULAN DAN SARAN
………………………………………………….

55

B. Saran ………………………………………………………….

55

A. Kesimpulan

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

xv

DAFTAR TABEL

Tabel
Tabel 2.1 Sifat-Sifat Fisik Etanol

Halaman
………………………………………

8

Tabel 2.2 Table Spesifikasi Sensor Tgs2620 ………………………………

12

Tabel 2.3 Konfigurasi Pin-Pin LCD ………………………………………

21

Tabel 3.1 Pengukuran Kadar Alkohol Menggunakan Alcoholmeter .…….

29

Tabel 3.2 Tegangan keluaran snsor terhadap Kadar Alkohol ……………..

30

Tabel 3.3 Pengukuran Berbagai Jenis Produk Pangan Beralkohol

............

32

Tabel 3.4 Rancangan Pengukuran Alkohol Tahap Awal

........................

33

Table 3.5 Ranangan Analisis Data Tahap Produk Pangan

………………

34

Table 4.1 Pengukuran Tegangan Pada Cairan Alkohol

………………

40

………………………………………

41

……………………………....

44

………………………

45

Table 4.2 Analisis Data Sensor

Tabel 4.3. Pengujian Batas Waktu Sensor
Tabel 4.4. Pengujian Terhadap Sampel Awal

Tabel 4.5 Pengujian Pada Penerapan Alat Pada Produk Pangan…………...

46

Tabel 4.6 Tipe Data Dan Ukurannya ………………………………………

47

xviii

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT berkat rahmat dan hidayah Nya, penulis dapat
menyelesaikan kuliah serta skripsi dengan baik. Judul skripsi ini “ Penerapan
Sensor TGS 2620 Sebagai Pendeteksi Kadar Alkohol Pada Produk Pangan
Berbasis Mikrokontroler ATMega 8535”. Shalawat dan salam kepada Nabi
Muhammad SAW, keluarga dan pengikutnya.
Skripsi ini dilaksanakan dari bulan Januari 2014 sampai Juni 2014 bertempat di
Laboratorium Elektronika Dasar Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
Penekanan skripsi ini adalah pembuatan alat pendeteksi gas alkohol pada produk
pangan untuk mengetahui kadar alkohol dalam produk pangan yang dapat
mengganggu kesehatan. Penulis menyadari dalam penyajian laporan ini masih
banyak kekurangan dalam penulisan maupun referensi data. Semoga laporan ini
dapat menjadi rujukan untuk penelitian berikutnya agar lebih sempurna dan dapat
memperkaya khasanah ilmu pengetahuan.

Bandar Lampung, Juli 2014

Penulis.

x

MOTO

Wahai Orang Oang Beriman! Mohonlah Pertolongan (Kepada Allah)
Dengan Sabar Dan Shalat. Sungguh, Allah Bersama Orang Orang Yang
Sabar.
(QS. Al-Baqarah : 153)

Tuhan Tidak Mungkin Menaruh Keinginan Besar Di Hati Anda,
Tanpakewenangan Untuk Menapainya. Hanya Saja, Apkah Apakah Anda
Ihklas Merajinkan Diri Saat Merasa Malas, Mendekatkan Diri Kepada
Kebaikan Dan Melakukan Yang Justru Anda Takuti Agar Menjadi Jiw Yang
Bermanfaat Bagi Sesame.
(Mario Teguh, 8 Juli 2014)

viii

Kuniatkan karya kecilku ini karena
Allah SWT

Aku Persembahkan Karya Ini Untuk:
Kedua Orang Tuaku, yang Selalu
Mendo’akanku Dan Selalu Mendukungku

Keluargaku,Yang Selalu Mendukungku

Angkatan ’07 dan Teman Seperjuanganku

Almamater Tercinta.

ix

RIWAYAT HIDUP

Penulis yang bernama lengkap Rohmanto dilahirkan di Desa
Jayamulya, kec. Semendaawai suku III, Kab. OKU Timur,
Sumatra Selatan, anak keempat dari pasangan Bapak Wasri dan
Ibu Hartinem.
Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah Dasar di SD N 1
Jayamulya pada tahun 2001, Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama
(SLTP) di SLTP Xaverius 04 Karang Binangun pada tahun 2004 dan Sekolah
Menengah Atas (SMA) di SMA Xaverius 01 Belitang pada tahun 2007.
Penulis terdaftar sebagai mahasiswa di Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Lampung melalui Seleksi Penerimaan
Mahasiswa Baru (SPMB) tahun 2007. Selama menempuh pendidikan, penulis pernah
menjadi Asisten Praktikum Fisika Dasar I dan II, Asisten Praktikum Elektronika
Dasar II, Asisten Praktikum Sistem Digital, Asisten Pemrograman Komputer, Asisten
Praktikum Sistem Kontrol Otomatis, Asisten Praktikum Sensor dan Pengkondisian
Sinyal,

Asisten Praktikum Teknik Antarmuka, dan Asisten Praktikum Bahasa

Assembler. Penulis pernah aktif di kegiatan organisasi kemahasiswaan antara lain,
sebagai Kepala Bidang Sosial Masyarakat HIMAFI periode 2009-2010.
Kerja Praktik (KP) dilaksanakan penulis di PT. Pembangkit Listrik Negara (PLN)
tahun 2011, dengan Judul “Aplikasi Display Konics Kn-2000w Sebagai Pressure
Indicator Control Pada Fly Ash Transporter

PT. PLN (Persero) Sektor

Pembangkitan Tarahan Lampung Selatan” serta melakukan penelitian skripsi pada
tahun 2013 dengan Judul “Penerapan Sensor Tgs 2620 Sebagai Pendeteksi Kadar
Alkohol Pada Produk Pangan Berbasis Mikrokontroler Atmega 8535”.

vii

SANWACANA

Puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta
hidayah-Nya, karena atas kuasa-Nya penulis masih diberikan kesempatan untuk
mengucapkan terima kasih kepada pihak yang telah banyak membantu dalam
penyelesaian penelitian dan skripsi ini, terutama kepada :
1.

Bapak Drs. Amir Supriyanto, M. Si, sebagai pembimbing I yang telah
memberikan bimbingan serta nasehat untuk menyelesaikan tugas akhir.

2.

Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S. Si, M. T

sebagai pembimbing II yang

senantiasa memberikan masukan-masukan serta nasehat untuk menyelesaikan
tugas akhir.
3.

Arif Surtono S.Si, M.Si, M.Eng, sebagai penguji yang telah mengoreksi
kekurangan, memberi kritik dan saran selama penulisan skripsi.

4.

Prof, Dr. Warsito D.E.A. sebagai Pembimbing Akademik, yang telah
memberikan

bimbingan

serta

nasehat

dari

awal

perkuliahan

sampai

menyelesaikan tugas akhir.
5.

Ibu Dr. Yanti Yuliati, M. Si., selaku ketua jurusan Fisika Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alan Universitas Lampung.

6.

Bapak Prof. Suharso, Ph.D., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.

xi

7.

Para dosen serta karyawan di Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.

8.

Teman – teman seperjuangan angkatan 2007, “ Mardi (Cung), Budiman
(Bejo), Fery, Ben cieh, Ade,

Aan, Kis, Ali, Muhajir, Eko, Hendruw, Satya,

Pascoli, Dhan, Kiki, Fikri, Ulfah (Ijah), Istiati (zhien), Sherly, Eva, Eca, Juju,
Arin, Dian, Ratna, Arum, Fitri, Lia, Lisna, Desi, Een, Mifta, Meta, Rica,
Kimi, Yuyun, Nevi, yang selama ini memberikan semangat.
9.

Kakak-kakak tingkat serta adik-adik tingkat, Nita, Yuliana, Bang Fajar
(leman), Jhodot, Harjono (BOB), Dio, Encep, Fahad, Jambrong, imam
(mamih), Rifki (Abah), Ucup, Ketut, Olive, Vina, Alvicho, dan semua temanteman Semoga Allah SWT senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya,
serta memberkahi hidup kita. Amin.

Bandar Lampung, Juli 2014

Rohmanto

xii

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Alkohol adalah zat psikoatif yang bersifat adiktif. Zat psikoatif adalah golongan
zat yang bekerja secara selektif, terutama pada otak, yang dapat menimbulkan
perubahan pada perilaku, emosi, kognitif, persepsi, dan kesadaran seseorang.
Sedangkan

adiksi

atau

adiktif

adalah

suatu

keadaan

kecanduan

atau

ketergantungan terhadap jenis zat tertentu. Seseorang yang menggunakan alkohol
mempunyai rentang respon yang berfluktuasi dari kondisi yang ringan sampai
yang berat. Alkohol juga merupakan zat penekan susunan syaraf pusat meskipun
dalam jumlah kecil mungkin mempunyai efek stimulasi ringan (Budiman, 2009).
Bahan psikoaktif yang terdapat dalam alkohol adalah etil alkohol yang diperoleh
dari proses fermentasi madu, gula sari buah atau umbi-umbian. Nama yang
populer alkohol di Indonesia untuk konsumsi adalah miras, kamput, topi miring,
raja jemblung, cap tikus, balo, dan lain sebagainya. Minuman beralkohol
mempunyai kadar yang berbeda-beda, misalnya bir dan soda alkohol (1% -10%
alkohol), martini dan anggur (10% - 20% alkohol), dan minuman keras import
yang biasa disebut sebagai whisky dan brandy (20% - 50% alkohol). Ethanol atau
yang lebih dikenal luas sebagai alkohol merupakan salah satu contoh dari
senyawa non esensial yang dikonsumsi oleh manusia. Makanan yang kita
konsumsi bukanlah sekedar kombinasi zat hidrat arang, lemak, protein, vitamin

2

dan mineral saja, tetapi ada ribuan senyawa lain yang terkandung dalam makanan
dan masuk ke tubuh kita meskipun kadarnya sangat rendah. Senyawa inilah yang
dikenal sebagai senyawa nonesensial. Pada kasus alkohol, meskipun tubuh dapat
mempergunakan sekitar 7 kalori per gram alkohol yang dikonsumsi, tetapi
sebenarnya kalori dapat diperoleh dari banyak bahan lain yang lebih berguna.
Pada kenyataannya tidak ada satupun proses biokimiawi tubuh manusia yang
membutuhkan alcohol.
Penyalahgunaan alkohol telah menjadi masalah pada hampir setiap negara di
seluruh dunia. Seringnya muncul pemberitaan tentang tata niaga miras (minuman
keras)

setidaknya

merupakan indikasi bahwa minuman beralkohol banyak

dikonsumsi oleh masyarakat Indonesia. Diperkirakan sebanyak 2,5 juta penduduk
dunia meninggal setiap tahunnya akibat penyalahgunaan alkohol (WHO, 2011).
Secara medis, kematian akan didapatkan seseorang jika kadar alkohol dalam
darahnya sudah mencapai 400 mg/dL (Budiman, 2009).
Kehalalan

produk

pangan

menjadi

pertimbangan

dalam

membeli

atau

mengkonsumsi suatu produk. Selama ini, keberadaan sertifikasi halal dari MUI
dan labelisasi kehalalan suatu produk dari Departemen Kesehatan RI, diharapkan
dapat menghilangkan keraguan bagi umat Islam Indonesia untuk mengkonsumsi
produk pangan yang berlabel halal. Namun dalam praktiknya, pengusaha bisa jadi
hanya menempelkan label halal pada produknya, tanpa adanya pemeriksaan dan
pengujian (Budiman, 2009).
Dalam perkembangannya, hingga saat ini alat ukur kadar alkohol sangat langka
keberadaannya. Kalaupun ada, pemakaiannya terbatas untuk keperluan industri

3

besar dan penelitian di laboratorium, dengan harga yang tidak terjangkau oleh
daya beli masyarakat. Beberapa metode atau alat yang biasa digunakan tersebut
adalah analisis menggunakan GC (Gas Chromatography), analisis dengan HPLC
(High Performance Liquid Chromatography), metode berat jenis menggunakan
piknometer dan metode hidrometer alkohol.
Berdasarkan permasalahan ini, perlu dibuat sebuah alat pengukur kadar alkohol
pada bahan pangan berbasis mikrokontroler ATMega 8535 dengan keluaran
tampilan LCD. Diharapkan keberadaan alat ini dapat membantu masyarakat
dalam

memastikan

kehalalan

suatu

produk

pangan

yang

diindikasikan

mengandung alkohol yang beredar di pasaran dalam waktu yang relatif singkat
dan hasil yang mendekati akurat.
B. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini antara lain sebagai berikut:
1. Menganalisis sistem kerja sensor TGS 2620 sebagai sensor gas alkohol,
sehingga dapat diterapkan pada aplikasi pengukuran kadar alkohol;
2. Merancang dan merealisasikan alat pendeteksi kadar alkohol pada produk
pangan memanfaatkan sensor gas TGS 2620;
C. Manfaat Penelitian
Berdasarkan tujuan tersebut, diharapkan penelitian ini dapat memberikan manfaat
yaitu tersedianya alat pengukur konsentrasi alkohol pada berbagai produk pangan.

4

D. Rumusan Masalah
Sesuai dengan latar belakang penelitian yang dipaparkan di atas, masalah yang
akan diteliti dalam merealisasikan alat pengukur kadar alkohol pada produk
pangan, secara lebih rinci dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana merancang suatu sistem pengukuran konsentrasi alkohol pada
produk pangan dengan tampilan lcd.
2. Bagaimana alat pengukur konsentrasi alkohol menjadi alat multi pengukuran
untuk semua produk pangan yang mengandung alkohol.
E. Batasan Masalah
Batasan masalah penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mikrokontroler yang digunakan adalah atmega8535
2. Sensor yang digunakan adalah sensor gas alkohol jenis tgs2620
3. Hasil keluaran dari alat yang dibuat ini berupa tampilan lcd.
4. Produk pangan yang akan di ukur adalah produk pangan yang di indikasi
mengandung alkohol.

5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Penelitian Sebelumnya
Telah di lakukan penelitian pengatur kadar alkohol dalam larutan. Pengaturan
kadar alkohol dalam sebuah larutan yang memiliki akurasi tinggi merupakan hal
yang sangat penting agar larutan tersebut dapat digunakan sesuai dengan kadar
yang diinginkan. Pengukuran menggunakan sensor adalah merupakan alternatif
yang dapat digunakan dalam proses pengukuran kadar alkohol dalam sebuah
larutan baik itu di dalam laboratorium kimia ataupun pengguna lainnya. Salah satu
sensor yang dapat digunakan dalam mengukur kadar alkohol dalam larutan yaitu
menggunakan sensor TGS 2620. Pada tulisan ini dipaparkan hasil penelitian
tentang rancang bangun sebuah pengatur kadar alkohol dalam larutan. Rancangan
dan

implementasi alat

ini selain

menggunakan

sensor

TGS

2620,

juga

mikrokontroler, pengubah analog ke digital, dan tampilan LCD. Sedangkan
aktuator yang digunakan adalah motor DC gear. Bahasa pemrograman yang
dipilih dalam rancangan perangkat lunak sistem ini adalah bahasa assembly untuk
mikrokontroler.

Dari hasil pengujian,

sistem yang dirancang sudah dapat

mengatur secara otomatis kadar alkohol dalam larutan sesuai setting persentase
yang dikehendaki. Alat yang dibangun dapat mengatur kadar alkohol dalam
sebuah larutan, dengan nilai kadar alkohol 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%,
70%, 80%, 90% dan 95% , (Syahrul, 2013).

6

Penelitian dan perancangan alat ukur kadar alkohol dengan menggunakan sensor
MQ-3 berbasis mikrokontroler AT89S51 menggunakan bahasa pemograman
Bahasa C. Sensor alkohol mendeteksi keberadaan gas

alkohol. Kadar alkohol

pada cairan diukur dengan sensor gas alkohol MQ-3. Tegangan keluaran dari
sensor dikonversi oleh ADC 0804 kemudian diolah

mikrokontroler untuk

diproses. Kadar alkohol didapatkan data digital dari ADC 0804, belum dalam
bentuk tampilan LCD. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh kesalahan perakitan
komponen LCD. Dari hasil rancang bangun alat ukur kadar alkohol dalam cairan
ini didapatkan hasil
keluaran

sensor

pengujian yang menunjukkan adanya kenaikan nilai tegangan

saat sensor mendeteksi adanya alkohol.

Nilai kesalahan

pengukuran yang terjadi pada alat ini adalah sebesar 3,25% (Ade & wildian,
2013).
B. Alkohol
1. Pengertian Alkohol
Etanol atau etil alkohol (C 2 H5 OH) merupakan bahan kimia organik yang
mengandung oksigen yang paling eksotik karena kombinasi sifat-sifat uniknya
yang dapat digunakan sebagai pelarut, germisida, minuman, bahan anti beku,
bahan bakar, bahan depressant dan khususnya karena kemampuannya sebagai
bahan kimia intermediet untuk menghasilkan bahan kimia yang lain.
Etanol merupakan nama IUPAC dari bahan alkohol. Selain itu, nama etil alkohol
juga lazim digunakan. Nama alkohol nama umum yang berasal dari bahasa arab
dan merupakan gabungan dari dua kata yaitu al dan kohl yang didefinisikan

7

sebagai debu lembut yang digunakan oleh wanita Asia untuk menggelapkan alis
mata.
Etanol merupakan senyawa penyusun minuman beralkohol. Sebagai minuman
beralkohol, etanol telah dikenal sejak dahulu oleh raja-raja Mesir. Sebagai bukti
adalah fakta tentang Nabi Nuh yang dipercaya telah berkebun anggur yang dapat
difermentasi menjadi minuman beralkohol (Kirk, 1951).
Pada kondisi standar/atmosferik, etanol merupakan cairan volatil yang mudah
terbakar, jernih dan tidak berwarna, aromanya menyegarkan, mudah dikenali dan
berkarakter khas. Cairan ini juga mudah larut dalam air. Sifat fisik dan kimia
etanol tergantung pada gugus hidroksilnya. Gugus ini menyebabkan polaritas
molekul dan menyebabkan ikatan hidrogen antar molekul.
2. Sifat fisika Alkohol
Gugus hidroksil mengakibatkan alkohol bersifat polar. Alkohol adalah asam
lemah. Dua alkohol paling sederhana adalah metanol dan etanol (nama umumnya
metil alkohol dan etil alkohol) yang strukturnya seperti gambar 2.1:

Gambar 2.1. Gugus hidroksil (Kirk, 1951).

8

Sifat fisika dan sifat kimia menyebabkan perbedaan sifat fisik alkohol yaitu berat
molekul rendah dengan senyawa hidrokarbon yang mempunyai berat molekul
ekuivalen. Spektrografi infra merah menunjukkan bahwa dalam keadaan cair
ikatan hidrogen terbentuk karena tarik-menarik antara atom hidrogen pada gugus
hidroksil molekul satu dengan atom hidrogen pada gugus hidroksil molekul yang
kedua. Sifat tersebut dapat dianalogikan seperti sifat air, walaupun ikatan pada air
lebih kuat sehingga membentuk gugusan yang lebih dari dua molekul. Ikatan
hidrogen pada etanol terjadi pada fase cair, sedang pada fase gas senyawa ini
bersifat monomerik (Bailey, 1986).
Secara detail, sifat-sifat fisik etanol dapat dilihat dalam Tabel:
Tabel 2.1. Sifat-sifat fisik etanol (Kirk, 1951).
KATEGORI

NILAI

Titik didih normal ˚C, 1 atm

+78,32

Suhu kritis ˚C

243,1

Tekanan kritis, kPa

6383,48

Volume kritis, L/mol

0,167

Densitas,

0,7893

, g/ml

Viskositas pada 20 ˚C, mpa.s(=cP)
Kelarutan dalam air pada 20 ˚C
Autoignition temperature, ˚C
Titik nyala, ˚C

1,17
Saling larut
793,0
14

C. Pengertian Sensor
Sensor adalah alat untuk mendeteksi/mengukur sesuatu, yang digunakan untuk
mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan

9

dan arus listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika, sensor
memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang
kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya.
Sensor dalam teknik pengukuran dan pengaturan secara elektronik berfungsi
mengubah besaran fisik (misalnya : temperatur, gaya, kecepatan putaran) menjadi
besaran listrik yang proposional. Sensor harus memenuhi persyaratan-persyaratan
kualitas yakni :
1. Linieritas
Konversi harus benar-benar proposional, jadi karakteristik konversi harus linier.
2. Tidak tergantung temperatur
Keluaran konverter tidak boleh tergantung pada temperatur di sekelilingnya,
kecuali sensor suhu.
3. Kepekaan
Kepekaan sensor harus dipilih sedemikian, sehingga pada nilai-nilai masukan
yang ada dapat diperoleh tegangan listrik keluaran yang cukup besar.
4. Waktu tanggapan
Waktu tanggapan adalah waktu yang diperlukan keluaran sensor untuk mencapai
nilai akhirnya pada nilai masukan yang berubah secara mendadak. Sensor harus
dapat berubah cepat bila nilai masukan pada sistem tempat sensor tersebut
berubah.
5. Batas frekuensi terendah dan tertinggi

10

Batas-batas tersebut adalah nilai frekuensi masukan periodik terendah dan
tertinggi yang masih dapat dikonversi oleh sensor secara benar. Pada kebanyakan
aplikasi disyaratkan bahwa frekuensi terendah adalah 0Hz.

6. Stabilitas waktu
Untuk nilai masukan (input) tertentu sensor harus dapat memberikan keluaran
(output) yang tetap nilainya dalam waktu yang lama.
7. Histerisis
Gejala histerisis yang ada pada magnetisasi besi dapat pula dijumpai pada sensor.
Misalnya, pada suatu temperatur tertentu sebuah sensor dapat memberikan
keluaran yang berlainan. Empat sifat diantara syarat-syarat, yaitu: linieritas,
ketergantungan pada temperatur, stabilitas waktu dan histerisis menentukan
ketelitian sensor (Petruzella, 2001).
1. Sensor Gas TGS 2620
Bahan aktif pada sensor gas dapat berupa logam, oksida logam, polimer komposit
maupun polimer konduktif. Masing-masing bahan aktif tersebut mempunyai
kelebihan dan kekurangan. Polimer konduktif adalah polimer organik yang
tersedia dalam berbagai struktur molekul dengan harga yang relatif murah dan
metode fabrikasi yang lebih sederhana dibanding bahan aktif lainnya. Pada
penerapan sebagai sensor gas, polimer konduktif dapat dioperasikan pada
temperatur ruang. Sensitivitas dan selektivitas dari polimer konduktif dapat diatur
dengan memberikan gugus fungsi tertentu pada rantai samping polimer.

11

TGS 2620 memiliki sensitivitas yang tinggi terhadap konsentrasi rendah gas
berbau seperti etanol, hidrogen, CO,

dan methane yang dihasilkan dari bahan di

sekitar lingkungan kantor dan rumah. Sensor ini juga memiliki sensitivitas yang
tinggi terhadap konsentrasi rendah seperti toluena dipancarkan dari finishing kayu
dan produk konstruksi.
Gambar di bawah ini merupakan karakteristik sensitivitas dari sensor, semua data
yang telah dikumpulkan pada kondisi uji standar. Sumbu Y diindikasikan sebagai
rasio resistansi sensor (Rs / Ro) yang didefinisikan sebagai berikut:
Rs = hambatan sensor gas pada berbagai konsentrasi
Ro = hambatan Sensor udara pada 300 ppm alkohol

Gambar 2.2. Grafik sensitivitas dari sensor Tgs 2620
Resistansi

sensor

(Rs)

dihitung

dengan

nilai

diukur

menggunakan rumus berikut:
(2.1)

dari Vout

dengan

12

Tabel 2.2. Table spesifikasi sensor tgs2620
Model Number

Tgs 2620 C00

Sensing Elemen Tipe

D1

Standard Package

TO-5 Metal Can

Target Gases

Alcohol, Solvent Vapors

Typical Detection Range

50-5000 Ppm

Satandard

Heater Voltage

VH

5,0 ± 0,2 V DC/ AC

Circuit

Cicuit

Vc

5,0 ± 0,2 V Ps≤ 15 Mw

Condition

DC/ AC
Load Resistence

RL

Variabel

0,45kΩ Min

Electricle

Heater Resistance Rh

83Ω At Room Temp (Typical)

Characteristic

Heater Current

42±4ma

Under

Heater

Lh

Power Ph

Approx. 210 Mw

Standard Test Consumtion
Condition

Sensor

Rs

1-5 KΩ In 300 Ppm Ethanol

Resistence
Sensitivity

(Change 0,3-0,5

Ratio Of Rs)

Rs/Rs
(300ppm/50ppm)

Standars Test Test Condition

Etanol Vapor In Air 20±2 ˚C, 65±5

Condition

RH
Circuit Conditions

VH= 5,0 ± 0,01 V DC
Vc= 5,0 ± 0,05 V DC

Conditioning
Befor Test

Period 7 Days

13

Konsumsi daya (PS) akan bernilai maksimal bila nilai RS sama dengan RL pada
kondisi pengukuran.

Nilai dari pengosongan (PS)

dapat dihitung dengan

persamaan berikut.

2. Prinsip Kerja Sensor Gas Tipe Semikonduktor
Sensor gas terdiri dari elemen sensor, dasar sensor dan tudung sensor. Elemen
sensor terdiri dari bahan sensor dan bahan pemanas untuk memanaskan elemen.
Elemen sensor menggunakan bahan-bahan seperti timah (IV) oksida SnO 2 ,
wolfram (VI) oksida WO 3 , dan lain-lain, tergantung pada gas yang hendak
dideteksi. Gambar berikut menunjukkan susunan (struktur) dasar sensor gas.

Gambar 2.3. Struktur dasar sensor gas (Petruzella, 2001).
Bila suatu kristal oksida logam seperti SnO 2 dipanaskan pada suhu tinggi tertentu
di udara, oksigen akan teradsorpsi pada permukaan kristal dengan muatan negatif.
Elektron-elektron donor pada permukaan kristal ditransfer ke oksigen teradsorpsi,
sehingga

menghasilkan

suatu

lapisan

ruang

bermuatan

positip.

Akibatnya

14

potensial permukaan terbentuk, yang akan menghambat aliran elektron. Di dalam
sensor, arus listrik mengalir melalui bagian-bagian penghubung (batas butir)
kristal-kristal mikro SnO 2 . Pada batas-batas antar butir, oksigen yang teradsorpsi
membentuk penghalang potensial yang menghambat muatan bebas bergerak.
Tahanan listrik sensor disebabkan oleh penghalang potensial ini (Petruzella,
2001).
Material dalam sensor gas TGS merupakan logam oksida biasanya SnO2. Ketika
oksida logam

kristal seperti SnO2 dipanaskan pada suhu tertentu di udara,

oksigen teradsorpsi pada kristal permukaan dengan muatan negatif. Kemudian
elektron di permukaan kristal teradsorpsi oleh oksigen, sehingga meninggalkan
muatan positif dalam

ruang lapisan. Dengan demikian, potensi permukaan

terbentuk sebagai penghalang potensial terhadap aliran elektron.

Gambar 2.4. Model Penghalang Potensial Pada Saat Tidak Tedapat Gas
Di dalam sensor, arus listrik mengalir melalui

bagian bersama (batas butir) dari

SnO2 mikro kristal. Pada batas butir, oksigen terserap

membentuk penghalang

15

potensial yang mencegah operator bergerak bebas. Hambatan listrik dari sensor
dikaitkan dengan penghalang potensial ini. Dalam gas deoxidizing, kepadatan
permukaan

bermuatan negatif oksigen berkurang, jadi penghalang

tinggi dalam

batas butir berkurang (Angka 2 dan 3).

Gambar 2.5. Model Penghalang Potensial Pada Saat Tedapat Gas
Hubungan antara resistansi sensor dan konsentrasi deoxidizing gas dapat
dinyatakan oleh persamaan berikut pada rentang tertentu gas konsentrasi:

Dengan:α
Rs = hambatan listrik dari sensor
A = konstan
[C] = konsentrasi gas
α = kemiringan kurva Rs

16

D. Mikrokontroler ATMEGA 8535
Atmel merupakan salah satu vendor

yang begerak dibidang mikroelektronika,

telah mengembangkan Alf and Vegard’s Risc Processor (AVR) sekitar tahun
1997. Berbeda dengan mikrokontroler MCS51, AVR menggunakan arsitektur
Reduce Intruction Set Computer (RISC) yang mempunyai lebar bus data 8 bit.
Perbedaan ini bisa dilihat dari frekuensi kerjanya. MCS51 memiliki frekuensi
kerja seperduabelas kali frekuensi oscillator sedangkan frekuensi kerja AVR sama
dengan

frekuensi oscillator.

Jadi dengan

frekuensi oscillator

yang

sama,

kecepatan. AVR dubelas kali lebih cepat dibanding kecepatan kecepatan MCS51.
Secara umum AVR dibagi menjadi 4 kelas, yaitu ATtiny, AT90sxx, ATMega dan
AT86RFxx. Perbedaan antar tipe AVR terletak pada fitur-fitur yang ditawarkan,
sementara dari segi arsitektur dan intruksi yang digunakan hampir sama (Heryanto
dan Wisnu, 2008 ).
1. Arsitektur ATMega8535
a. Fitur
1. 8 bit AVR berbasis RISC dengan performa tinggi dan konsumsi daya rendah
2. Kecepatan maksimal 16MHz
3. Memori:
a. 8 KB Flash
b. 512 Byte SRAM
4. Timer/Counter :
a. 2 buah 8 bit timer/counter
b. 1 buah 16 bit timer/counter

17

c. 4 kanal PWM
5. 8 kanal 10/8 bit ADC
6. Programmable serial USART
7. Komparator analog
8. 6 pilihan sleep mode untuk penghematan daya listrik
9. 32 jalur I/O yang bisa deprogram
b. Konfigurasi Pin

Gambar 2.4. PINOut ATMega8535 (fadhilah, 2009)
1. Power , VCC dan GND (Ground)
2. PORTA (PORT0-7), merupakan pin I/O dua arah dan berfungsi khusus
sebagai masukan ADC
3. PORTB (PORT0-7), merupakan pin I/O dua arah dan berfungsi khusus
sebagai pin timer/counter, komparator analog dan SPI
4. PORTC (PORT0-7), merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus

18

5. PORTD (PORT0-7), merupakan pin I/O dua arah dan fungsi khusus
6. RESET adalah pin untuk mereset mikrokontroler
7. XTAL 1 dan XTAL2 pin untuk eksternal clock
8. AVCC adalah pin masukan untuk tegangan ADC
9. AREF adalah pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC.

c. Peta Memori
ATMega8535 memiliki dua ruang memori utama, yaitu memori data dan memori
program. Selain dua memori utama, ATMega8535 juga memiliki fitur EEPROM
yang dapat digunakan sebagai penyimpan data.
1. Flash Memori
ATMega8535 memiliki Flash Memory sebesar 8 Kbytes untuk memori program.
Karena semua intruksi AVR menggunakan 16 atau 32 bit, maka AVR memiliki
organisasi memori 4 Kbyte x 16 bit dengan alamat dari $000 hingga $FFF. Untuk
keamanan software, memori flash dibagi menjadi dua bagian yaitu bagian Boot
Program dan bagian

Application Program. AVR tersebut memiliki 12 bit

Program Counter (PC) sehingga mampu mengalamati isi flash memori.
2. SRAM
ATMega8535 memiliki 608 alamat memori data yang terbagi menjadi 3 bagian,
yaitu 32 buah register file, 64 buah I/O register dan 512 byte internal SRAM .

19

Gambar 2.5. Peta Memori Data AVR ATMega8535 (fadhilah, 2009).

Tampak pada peta memori data bahwa alamat $0000-$001E ditempati oleh
register file. I/O register menempati alamat dari $0020-$005F. Sedangkan sisanya
sebagai internal SRAM sebesar 512 byte ($0060-$025F).
d. EEPROM
ATMega8535 juga memiliki memori data berupa EEPRO 8 bit sebesar 512 byte
($000-$1FF) (fadhilah, 2009).
E. Liquid Crystal Display (LCD)
Liquid Crystal Display (LCD) adalah, tipis datar tampilan visual elektronik yang
menggunakan

sifat

modulasi cahaya kristal cair.

memancarkan cahaya secara langsung.

Kristal cair yang tidak

20

Gambar 2.6. Liquid Crystal Display (LCD, 2011)
Mereka digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk monitor komputer , televisi ,
panel instrumen, display kokpit pesawat , signage , dll. LCD telah menggantikan
tabung sinar katoda untuk menampilkan dalam sebagian besar aplikasi.
Sebuah LCD M1632 mampu menampilkan dalam satu baris 8 karakter atau 16
karakter dua baris. LCD M1632 ini memiliki karakteristik yaitu konsumsi daya
yang rendah yaitu 2,7 sampai 5,5 volt. Gambar 2.12 menunjukkan hubungan
antara

layer

LCD

M1632

dengan

dengan

HD44780

yang

merupakan

mikrokontroler pengendali LCD. HD44780 buatan Hitachi sudah tertanam pada
modul M1632 ini (Nalwan, 2003).
Setiap pin LCD M1632 mempunyai fungsi yang berbeda seperti yang dijelaskan
pada Tabel 2.3.

21

Tabel 2.3. Konfigurasi pin-pin LCD (Nalwan, 2003).
No Pin
1
2
3
4

Sinyal
Vss
Vcc
VEE
RS

I/O
Power
Power
Power
Input

5
6
7..10

R/W
E
DB3 ..DB0

Input
Input
Input/Output

11..16

DB7 ..DB4

Input/Output

No Pin Sinyal I/O

Fungsi
Ground
2,7 V sampai 5,5 V
Penggerak LCD
0 : Instruction register (write) dan address
counter (read)
1 : Data register (write and read)
Memilih operasi write (0)/read (1)
Memilih operasi write/read Data
Empat high data bus three state
bidirectional
Empat high data bus three state
bidirectional

Fungsi

1

Vss

Power Ground

2

Vcc

Power 2,7 V sampai 5,5 V

3

VEE

Power Penggerak LCD

4

RS Input

0 : Instruction register (write) dan address counter (read)

1 : Data register (write and read)
5

R/W

Input

6

E Input

Memilih operasi write/read Data

7-10

Memilih operasi write (0)/read (1)

DB3-DB0

Input/Output

Empat high data bus three state bidirectional

11-16 DB7-DB4

Input/Output

Empat

high

data

bus

three

state

bidirectional.
Modul LCD M1632 memiliki beberapa jenis memori yang digunakan untuk
menyimpan atau memproses data-data yang akan ditampilkan pada layar LCD.

22

a. DDRAM adalah memori tempat karakter yang akan ditampilkan. Contohnya
karakter ‘A’ atau 41h yang ditulis pada alamat 00 akan tampil pada baris pertama
dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis pada alamat 40h,
karakter tersebut akan tampil pada baris kanan dari LCD (Nalwan, 2003).
b. CGRAM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter dan
bentuk karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Akan tetapi isi memori ini
akan hilang saat power supply dimatikan, sehingga pola karakter akan hilang.
c. CGROM adalah memori untuk menggambarkan pola sebuah karater dan pola
tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna
tidak dapat mengubahnya. Oleh karena ROM bersifat permanen, pola karakter
tersebut tidak akan hilang walau catu daya dimatikan (Nalwan, 2003).

23

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian tugas akhir ini dilaksanakan di Laboratorium Elektronika Dasar dan
Laboratorium Pemodelan Jurusan Fisika Universitas Lampung. Penelitian dimulai
pada bulan febuari 2014.
B. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan untuk penelitian ini diantaranya.
1. Project board (papan uji) berfungsi sebagai tempat menguji rangkaian.
2. Multimeter berfungsi sebagai pembaca nilai tegangan listrik, arus listrik dan
hambatan listrik.
3. Power Supply berfungsi sebagai sumber tegangan.

Bahan yang digunakan dalam penelitian.
1. Gas etanol yang berasal dari produk pangan.
2. Printed Circuit Board (PCB) berfungsi sebagai tempat meletakkan komponen alat
elektronika yang akan dirangkai.
3. Sensor gas TGS 2620 yang berfungsi mendeteksi gas etanol.
4. Komponen-komponen elektronika seperti resistor, kapasitor dan transistor.

24

C. Prosedur Penelitian
Dalam perancangan alat pengukur gas alkohol ini dilakukan langkah-

langkah kerja

perancangan sebagai berikut.
1. Diagram Alir Penelitian.
Langkah-langkah

penyelesaian

penelitian

ini

secara

umum

dilakukan

dijelaskan dalam diagram alir Gambar 3.1
Mulai

Merancang Dan Membuat Rangkaian

Pengujian Rangkaian
Tidak
Berhasil

Pembuatan Program
Tidak
Berhasil

Pengujian Rangkaian dan Pengujian
Alat Secara Keseluruhan
Selesai
Gambar 3.1. Diagram alir perancangan alat pengukur gas alkohol.

seperti

25

2. Studi literatur.
Studi literatur dimaksudkan untuk mempelajari berbagai sumber referensi (buku dan
internet) yang berkaitan dengan pembuatan alat. Literatur yang dipelajari adalah
literatur yang berkaitan.
 Prinsip kerja alat pengukur gas etanol/alkohol

yang didapat dari pembelajaran

sendiri.
 Data sheet sensor TGS 2620 yang digunakan.
 Cara kerja rangkaian dari alat yang dibuat.
D. Perancangan Sistem
Bab ini membahas tentang perancangan bagian elektronik pada sistem pengukuran
gas etanol/alkohol. Sistem pengukuran ini terdiri dari bagian elektris dengan keluaran
LCD. Bagian elektris berupa sensor TGS 2620 yang dirangkai dengan rangkaian
pengukur tegangan dan catu daya. Sistem pengukuran ini memiliki keluaran berupa
tegangan yang dikonversi dengan persentase alkohol yang di tampilkan pada LCD.
Diagram blok sistem akuisisi data diperlihatkan pada Gambar 3.2.

Sensor TGS2620

Rangkaian
Pengkondisi
Sinyal

Rangkaian
Mikrokontroler

Gambar 3.2. Blok sistem pengukuran konsentrasi gas alkohol.

LCD

26

1. Perancangan Sistem Pengukuran Kadar Alkohol
a. Rangkaian Catu Daya
Pada rangkaian ini menggunakan sebuah catu daya yang digunakan untuk mencatu
semua rangkaian. Rangkaian catu daya ini menggunakan LM 7805 yang berfungsi
sebagai regulator atau penstabil tegangan dengan kapasitas arus maksimal 500 mA.
Sehingga keluaran tegangan dari catu daya ini sebesar 5 Vdc. Dimana tegangan 5 V
ini digunakan untuk mencatu sensor TGS 2620, rangkaian mikrokontroler dan
sebagai pencatu LCD.

Gambar 3.3. Rangkaian Catu Daya
b. Sensor TGS 2620
Sensor TGS 2620 adalah piranti yang mengubah besaran fisik menjadi besaran fisik
lain, dalam hal ini adalah perubahan besaran kimia menjadi besaran listrik. Pada
Gambar 3.4 merupakan skematik dari rangkaian sensor TGS 2620.

27

Gambar 3.4. Skematik rangkaian sensor TGS 2620.
Tahap ini bertujuan mengetahui sensitivitas sensor dengan mengetahui nilai Vout
sensor dalam dua kondisi. Kondisi saat udara yang diukur belum tercemar gas
alkohol dan kondisi kedua, yaitu sensor dengan berbagai macam konsentrasi alkohol.
c. Rangkaian Minimum ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 adalah piranti yang digunakan sebagai kontrol pada
penelitian ini, adapun rangkaian minimum dari mikrokontroler ATMega8535 dapat
dilihat pada Gambar 3.5.

28

Gambar 3.5 Rangkaian Minimum ATMega8535
E. Metode Kalibrasi Alat Ukur Kadar Alkohol
Pada alat ukur kadar alkohol
sensor

untuk

membaca

kadar

diperlukan kalibrasi untuk mengetahui keakuratan
alkohol

di berbagai produk

pangan.

Cara

pengkalibrasian alat ukur kadar alkohol dengan cara mengukur kadar alkohol
menggunakan alat yang sudah baku atau alkoholmeter. Pertama membuat alkohol
dengan konsentrasi yang diperlukan untuk pengukuran menggunakan alkoholmeter
dengan besar konsentrasi seperti pada tabel.

29

Tabel 3.1. Pengukuran kadar alkohol menggunakan alkoholmeter

Kemudian
akoholmeter
bawah ini.

No

Aquades (ml)
Udara

Alcohol 97%
(ml)
-

Konsentrasi
alkohol (%)
0

1
2

Aqudes

-

0

3

69

1

1

4

68

2

2

5

67

3

3

6

66

4

4

7

65

5

5

8

60

10

10

9

50

20

20

10

40

30

30

11

30

40

40

12

20

50

50

13

10

60

60

14

0

70

70

15

12

97

80

16

0

97

97

mengukur

Alkohol

yang

telah

diketahui

kadarnya

menggunakan

tadi dengan alat ukur alkohol yang akan dibuat seperti pada tabel di

30

Tabel 3.2. Tegangan keluaran sensor Tehadap kadar alkohol
No

Konsentrasi alkohol (%)

1

Udara

2

Aquades

3

1

4

2

5

3

6

4

7

5

8

10

9

20

10

30

11

40

12

50

13

70

14

80

15

97

Tegangan(V)

Keluaran dari sensor gas etanol merupakan tegangan, sehingga diketahui pada
tegangan tertentu menentukan kadar alkohol tertentu. Setelah diketahui masingmasing alkohol dan tegangannya kemudian dimasukkan ke dalam excel sehingga
dapat diketahui persamaan grafik dari data tegangan serta kadar alkoholnya.

31

F. Pengujian Fungsi Alat Ukur
Percobaan alat terdiri atas tiga bagian yaitu percobaan untuk menguji alat ukur,
percobaan untuk menguji sistem akuisisi data dan

percobaan menguji perangkat

lunak.
1. Pada percobaan untuk menguji alat ukur, digunakan rumah rangkaian

(casing)

yang berbentuk kotak. Posisi pemasangan sensor diperlihatkan pada Gambar 3.6.
berikut.
Sensor tgs 2620

LCD
Box rangkaian

Gambar 3.6. Posisi pemasangan sensor
2.

Pengujian sistem akuisisi data, pengujian ini berguna untuk mengetahui apakah

rangkaian sistem ini bekerja dengan baik atau tidak.
3. Pengujian perangkat lunak apakah sudah sesuai dengan apa yang diharapkan.
Rangkaian ini diawali dengan proses adaptasi sensor terhadap udara luar dengan
menghidupkan peralatan terlebih dahulu sekitar 3 hingga 5 menit. Hal ini dilakukan
untuk membuat sensor bekerja dengan kepekaan normal. Pada waktu ini, sistem
heater sensor bekerja membersihkan ruangan sensor dari kontaminasi udara luar.
Selanjutnya, sensor di masukkan kedalam botol atau wadah yang terdapat minuman

32

dan makanan beralkohol

serta

tertutup rapat. Percobaan ini dilakukan dengan

melakukan berbagai macam produk pangan. Yang diharapkan dari pengujian ini
adalah nilai resistansi keluaran sensor dan konsentrasi alat yang standar. Hasil
pengukuran akan diperlihatkan seperti tabel berikut:
Tabel 3.3. Pengukuran berbagai jenis produk pangan beralkohol
No

Jenis produk pangan

1

A

2

B

3

C

4

D

5

E

Kadar alkohol Pada label (%)

Kadar alkohol (%)

G. Rancangan Analisis Data
Pada rancangan tahap awal ini di lakukan pengukuran terhadap sampe yang berupa
cairan alkohol. Cairan alkohol yang akan menjadi sampel tahap awal berupa cairan
alkohol dengankadar 1 % sampai dengan 97 %. Berikut ini adalah rancangan analisis
data yang akan dilakukan pada pengukuran konsentrasi alkoho sebagai berikut:

33

Tabel 3.4. Rancangan Pengukuran alkohol tahap awal:
No

Alkohol (%)

Pengukuran ke1

1

1

2

2

3

3

4

10

5

20

2

3

Rata-rata

Gambar 3.7 Rancangan Rafik Analisis Data Tegangan Terhadap Ppm

Tegangan
(volt)

Kadar alkohol (ppm)

Sebelum dilakukan pengujian terhadapsampel awal sensor terlebih dahulu diuji pada
cairan dengan konsentrasi 300ppm. Cara mendapatkan cairan 300ppm yaitu dengan
mengencerkan alkohol 97% menjadi 300 ppm, karena cairan 1% sama dengan
10000ppm maka kadar alkohol 97% di encerkan menjadi 0,003%.

34

Analisis data pengukuran terhadap produk pangan baik yang bermerek ataupun yang
di olah sendiri. Berdasarkan undang-undang pemerintah tentang alkohol bahwa
Minuman beralkohol dengan kadar alkohol tidak lebih dari 15%,

serta produk

pangan beralkohol yang bebas dan rendah alkohol. Analisis data akan dilakukan
pebandingan yang tertera pada label produk pangan dan dengan anjuran pemerintah
Indonesia.
Table 3.7 Rancangan Analisis Data Tahap Produk Pangan
No

Jenis produk pangan

1

A

2

B

3

C

4

D

5

E

Kadar Alkohol Pada Label (%)

Kadar alkohol (%)

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan
Berdasarkan

hasil penelitian dan analisis yang telah dilakukan diperoleh

kesimpulan sebagai berikut.
1. Pendeteksi kadar Alkohol manggunakan sensor TGS 2620 mendapatkan hasil
yang cepat dan mendekati akurat karena telah mengalami kalibrasi.
2. Pendeteksi kadar etanol mempunyai rentang nilai kadar dari 0% sampai 97%
dengan toleransi kesalahan relatif pengukuran 4,9 %, dengan ketelitian
0,001%.
3. Pengukuran menggunakan alat ini pada skala kecil lebih baik daripada
menggunakan alcoholmeter, karena indikator pada alkoholmeter mempunyai
selisih yang kecil sehingga susah untuk membedakan nilai yang berdekatan
yang mengakibatkan nilai galat yang cukup besar.

B. Saran
Untuk

pengembangan

sistem

lebih

lanjut,

dapat

dilakukan

penelitian

menggunakan sensor alkohol yang bersinggungan langsung dengan objek yang
dideteksi, misal dengan metode celup, bukan dengan deteksi kandungan uap
alkohol dan untuk penelitian lanjutan dapat ditambahkan pengaturan atau kontrol
dalam membuat cairan beralkohol dengan kadar yang diinginkan.

DAFTAR PUSTAKA

Bailey,

James E. and David F. Ollis, 1986. Biochemical Engineering
Fundamentals. 2nd edition. McGraw-Hill Book Co. Singapore.

Budiman. 2009. Masalah Kesehatan Akibat Alkohol dan Merokok. dalam :
Sudoyo AW, Setiyohadi B, Alwi I, Simadibrata M dan Setiati S (Editor).
Buku Ajar Ilmu Penyakit Dalam Jilid I Edisi V 83-88 Interna Publishing.
Jakarta.
Fadhilah, Harist. 2009. Sistem Sirkulasi Udara Pada Ruangan Dengan Kipas
Otomatis Berbasis Mikrokontroler ATMEGA 8535. Universitas Sumatera
Utara. Medan.
Faris Septiawan. 1993. Pengertian sensor dan tranduser. Universitas Sumatra
utara. Medan.
Frank d petruzella. 2001. Elektronika industry. Andy. Yogyakarta.
Gail Wiscart Stuart & Sandra J. Sundeen. 1998. Keperawatan Jiwa edisi 3. alih
bahasa Achir Yani S Hamid. Jakarta. Penerbit Buku Kedokteran EGC.
Heryanto, M. Ary dan Wisnu Ady. 2008. Pemrograman Bahasa C Untuk
Mikrokontroler ATMega8535, ANDI, Yogyakarta.
Nalwan, P.A. 2003. Teknik Antarmuka dan Pemrograman Mikrokontroler
AT89C51 Hal. 11-19. PT Elex Media Komputindo. Jakarta.
Kirk, R. E. and R. F. Othmer. 1951. Encyclopedia of Chemical Technology. vol.
9. John Wiley and Sons Ltd. Canada.
Syahrul dan Sri Nurhayati, Giri Rakasiwi. 2013. Pengatur Kadar Alkohol Dalam
Larutan. Jurnal Teknik Komputer Unikom – Komputika – Volume 2 No.1.
Bandung.
Tri Rasmana, Susijanto dan Fumio Highy Suparlan, Jusak Irawan. 2009. Deteksi
Kadar Alkohol Dalam Tubuh Manusia . 20 Gematika Jurnal Informatika,
Volume 11 Nomor 1. Bandung.

Vikri Satria1, Ade dan Wildian. 2013. Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Alkohol
Pada Cairan Menggunakan Sensor Mq-3 Berbasis Mikrokontroler
At89s51. Jurnal Fisika Unand Vol. 2, No. 1. Universitas Andalas. Padang.