Perancangan Viskosimeter Digital Untuk Mengukur Viskositas Minyak Berbasis Mikrokontroler AT8535 Dengan Tampilan PC

PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535

DENGAN TAMPILAN PC

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

NURJANNAH 080801005

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013

PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535

DENGAN TAMPILAN PC

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

NURJANNAH 080801005

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK

BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535 DENGAN TAMPILAN PC

Kategori : SKRIPSI Nama : NURJANNAH

Nomor Induk Mahasiswa : 080801005 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA

UTARA

Diluluskan di Medan, 25 Juni 2013

Pembimbing II Pembimbing I

Dr. Tulus Ikhsan Nasution, S.Si, M.Sc Dr. Nasruddin M N, M.Eng.SC NIP. 197407162008121002 NIP. 195507061981021002

Medan, Mei 2013 Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua

DR. Marhaposan Situmorang NIP. 195507061981021000

PERNYATAAN

PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535 DENGAN

TAMPILAN PC

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juni 2013

NURJANNAH 080801005

PENGHARGAAN

Segala puji dan syukur saya ucapkan kepada ALLAH SWT Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan karunia-Nya saya berhasil menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Selawat dan salam kepada Muhammad SAW.

Yang teristimewa yaitu Ayah Bunda Tercinta, Mahyiddin dan Nurhafifah, Kakak dan Adik saya yaitu Mala, Fika, Annisah, Ismail dan dek Wan. Terimakasih atas do’a, dukungan serta semangat yang telah diberikan.

Dan ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Dr. Nasruddin M N, M.Eng.SC selaku pembimbing yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Dan terimakasih kepada Dr. Tulus Ikhsan Nasution, S.Si, M.Sc selaku co-pembimbing yang telah banyak membantu dalam penelitian dan mengajari banyak hal juga memberi motivasi dan semangat. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs.Syahrul Humaidi M.Sc, Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, pegawai di FMIPA USU, dan terimakasih juga kepada kawan-kawan seperjuangan kuliah saya.

PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535

DENGAN TAMPILAN PC

ABSTRAK

Rancangan viskosimeter digital berbasis mikrokontroller ATMega8535 telah dilakukan dengan menggunakan metode bola jatuh, sampel yang digunakan yaitu minyak goreng bermerek (A), minyak goreng curah yang belum dipakai (B), minyak goreng curah sekali pakai (C) dan gliserin. Viskosimeter tersebut telah diujicoba untuk menentukan viskositas yang hasilnya Minyak A = 3,16 x10-3 Poise, Minyak B = 3,30 x10-3 Poise, Minyak C = 3,11 x10-3 Poise, dan Gliserin = 1,28 Poise dan dengan menggunakan viskosimeter konvensional (manual) hasilnya Minyak A = 3,40 x10-3 Poise, Minyak B = 3,60 x10-3 Poise, Minyak C = 2,78 x10-3 Poise, dan Gliserin = 1,20 Poise. Hasil dari viskosimeter digital dibandingkan dengan viskosimeter konvensional (manual) ternyata hasilnya mendekati sehingga dapat dikatakan bahwa alat ini telah mampu mengukur viskositas minyak goreng A, B, C dan gliserin. Dan dengan keberhasilan perancangan viskosimeter digital ini telah dapat menggantikan pengukuran viskositas yang dilakukan secara manual yang mana pengukuran dapat dilakukan dengan cepat, akurat, dan praktis.

DESIGN INSTRUMENT OF DIGITAL VISKOSIMETER TO MEASURE VISCOSITY OIL BASE ON MIKROKONTROLER AT8535

WITH THE APPEARANCE OF PC (PERSONAL COMPUTER).

ABSTRACT

Design digital viscosimeter base on ATMEGA8535 mikrocontroller have been conducted by using ball method fall, used sampel that is cooking oil have brand ( A), bulk cooking oil which not yet been weared ( B), bulk cooking oil once wear ( C) and glycerine. The Viscosimeter have in test-drive to determine viscositas which its result of Oil of A = 3,16 Poise x10-3, Oil of B = 3,30 Poise x10-3, Oil of C = 3,11 Poise x10-3, and Glycerine = 1,28 Poise and by using conventional viscosimeter ( its result manual) of Oil of A = 3,40x10-3 Poise, Oil of B = 3,60 x10-3 Poise, Oil of C = 2,78x10-3 Poise, and Glycerine = 1,20 Poise. Result of from compared to digital viscosimeter of conventional viscosimeter ( manual) in the reality its result come near so that can be said that by this appliance have been able to measure cooking oil viskositas of A, B, C and glycerine. And with efficacy of scheme of this digital viskosimeter have earned to replace measurement of conducted viskositas manually the which measurement can be conducted swiftly is, accurate, and practical.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Daftar Isi vii

Daftar Tabel ix

Daftar Gambar x

Daftar Grfafik xi

Bab 1 Pendahuluan 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Batasan Masalah 2

1.3 Tujuan Penulisan 2

1.4 Manfaat Penelitian 3

1.5 Tempat Penelitian 3

1.6 Sistematika Penulisan 3

Bab 2 Landasan Teori 5

2.1 Minyak 5

2.2 Gliserin 5

2.3 Fluida 6

2.3.1. Kerapatan (Density) 7

2.3.2. Tegangan Permukaan 7

2.3.3. Kekentalan (Viskositas) 8

2.4 Sensor 10

2.5 Mikrokontroler 13

2.5.1. Blok Diagram dan Arsitektur ATMega8535 14

2.5.2. Sistem Minimum ATmega8535 (SISMIN) 16

2.5.3. Konstruksi ATmega8535 16

2.6 Liquid Crystal Display (LCD) 20

2.7 Akuisisi Data 21

Bab 3 Perancangan dan Kerja Alat 23

3.1 Diagram Blok 23

3.1.1 Flowchart 24

3.2 Proses Kerja Viskosimeter 25

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535 26

3.4 Display LCD Character 2 x 16 27

3.5 Rangkaian Max232 28

3.6 Rangkaian Power Supply 29

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor LDR 30

Bab 4 Hasil dan Pembahasan 32

4.1 Pembahasan Sistem Keseluruhan 32

4.2 Hasil Pengukuran Viskositas Sampel 34

4.3 Hasil Perhitungan Kecepatan 37

Bab 5 Kesimpulan dan Saran 42

5.1 Kesimpulan 42

5.2 Saran 42

Daftar Pustaka 44 Lampiran I

Lampiran II Lampiran III

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B 17

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C 18

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D 18

Tabel 4.1 Minyak Goreng A 34

Tabel 4.2 Minyak Goreng B 35

Tabel 4.3 Minyak Goreng C 35

Tabel 4.4 Gliserin 35

Tabel 4.5 Waktu Tempuh Bola Secara Konvensional (manual) 37

Tabel 4.6 Waktu Tempuh Bola Dalam Mikrokontroller(Digital) 37

Tabel 4.7 Perbandingan Nilai viskositas Minyak Goreng (A, B C) dan Gliserin 40

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Gaya bola pada cairan 8

Gambar 2.2 Simbol dan fisik sensor cahaya (LDR) 12

Gambar 2.3 Simbol dan gambar LED 13

Gambar 2.4 Blok diagram fungsional ATMega8535 15

Gambar 2.5 Kongfigurasi pin AVR ATMega8535 17

Gambar 2.6 Memori Program 20

Gambar 3.1 Diagram blok perancangan viskometer digital 23

Gambar 3.2 Diagram alir perancangan viskometer digital 24

Gambar 3.3 Rangkaian skematik sistem minimum Mikrokontroller AT8535 26

Gambar 3.4 Pin-pin modul LCD 27

Gambar 3.5 Rangkaian Max232 28

Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply 29

Gambar 3.7 Rangkaian penguji LDR 30

DAFTAR GRAFIK

Halaman

Grafik 4.1 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak A 38 Grafik 4.2 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak B 38 Grafik 4.3 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak C 39 Grafik 4.4 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Gliserin 39 Grafik4.5 Grafik Perbandingan masing-masing Minyak A, B dan C

PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535

DENGAN TAMPILAN PC

ABSTRAK

Rancangan viskosimeter digital berbasis mikrokontroller ATMega8535 telah dilakukan dengan menggunakan metode bola jatuh, sampel yang digunakan yaitu minyak goreng bermerek (A), minyak goreng curah yang belum dipakai (B), minyak goreng curah sekali pakai (C) dan gliserin. Viskosimeter tersebut telah diujicoba untuk menentukan viskositas yang hasilnya Minyak A = 3,16 x10-3 Poise, Minyak B = 3,30 x10-3 Poise, Minyak C = 3,11 x10-3 Poise, dan Gliserin = 1,28 Poise dan dengan menggunakan viskosimeter konvensional (manual) hasilnya Minyak A = 3,40 x10-3 Poise, Minyak B = 3,60 x10-3 Poise, Minyak C = 2,78 x10-3 Poise, dan Gliserin = 1,20 Poise. Hasil dari viskosimeter digital dibandingkan dengan viskosimeter konvensional (manual) ternyata hasilnya mendekati sehingga dapat dikatakan bahwa alat ini telah mampu mengukur viskositas minyak goreng A, B, C dan gliserin. Dan dengan keberhasilan perancangan viskosimeter digital ini telah dapat menggantikan pengukuran viskositas yang dilakukan secara manual yang mana pengukuran dapat dilakukan dengan cepat, akurat, dan praktis.

DESIGN INSTRUMENT OF DIGITAL VISKOSIMETER TO MEASURE VISCOSITY OIL BASE ON MIKROKONTROLER AT8535

WITH THE APPEARANCE OF PC (PERSONAL COMPUTER).

ABSTRACT

Design digital viscosimeter base on ATMEGA8535 mikrocontroller have been conducted by using ball method fall, used sampel that is cooking oil have brand ( A), bulk cooking oil which not yet been weared ( B), bulk cooking oil once wear ( C) and glycerine. The Viscosimeter have in test-drive to determine viscositas which its result of Oil of A = 3,16 Poise x10-3, Oil of B = 3,30 Poise x10-3, Oil of C = 3,11 Poise x10-3, and Glycerine = 1,28 Poise and by using conventional viscosimeter ( its result manual) of Oil of A = 3,40x10-3 Poise, Oil of B = 3,60 x10-3 Poise, Oil of C = 2,78x10-3 Poise, and Glycerine = 1,20 Poise. Result of from compared to digital viscosimeter of conventional viscosimeter ( manual) in the reality its result come near so that can be said that by this appliance have been able to measure cooking oil viskositas of A, B, C and glycerine. And with efficacy of scheme of this digital viskosimeter have earned to replace measurement of conducted viskositas manually the which measurement can be conducted swiftly is, accurate, and practical.

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Minyak merupakan sumber energi yang lebih efektif dibandingkan karbohidrat dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan energi 9 kkal, sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan energi 4 kkal/gram. khususnya minyak nabati mengandung asam-asam lemak esensial seperti asam linoleat, lenolenat, dan arakidonat yang dapat mencegah penyempitan pembuluh darah akibat penumpukan kolesterol. Minyak juga berfungsi sebagai sumber dan pelarut bagi vitamin-vitamin A, D, E dan K (Sutiah,dkk,2008).

Minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang berbeda-beda. Tetapi minyak sering kali ditambahkan dengan sengaja ke bahan makanan dengan berbagai tujuan. Dalam pengolahan bahan pangan, minyak berfungsi sebagai media penghantar panas, seperti minyak goreng, mentega dan margarin. (Sutiah,dkk,2008).

Ilmu perekayasaan tentang mekanika fluida telah di kembangkan melalui pemahaman mengenai sifat-sifat fluida, penerapan hukum-hukum dasar mekanika dari termodinamika dan percobaan-percobaan yang teratur. Sifat kerapatan dan sifat viskositas memegang peranan yang penting dalam hal aliran. Secara Umum, pada setiap aliran, lapisan-lapisan berpindah pada kecepatan yang berbeda-beda dan viskositas fluida meningkat dari tekanan geser antara lapisan yang secara pasti melawan setiap gaya yang diberikan (Streeter,1998).

Benda yang bergerak dalam fluida kental mengalami gaya gesek . Untuk mengetahui suatu viskositas dari suatu zat dapat dilakukan dengan simulasi dari

sebuah benda yang berbentuk bola (kelereng) dijatuhkan bebas dalam suatu fluida kental, maka kecepatannya akan bertambah karena pengaruh gravitasi Bumi hingga mencapai suatu kecepatan terbesar yang tetap. Oleh sebab itu diperlukan suatu alat ukur viskositas yang sensitif.

Viskometer merupakan alat untuk mengukur nilai viskositas atau kekentalan suatu fluida. Dalam pembuatan alat viskometer ini dapat langsung memperoleh waktu sehingga nilai viskositas dari fluida yang diujikan dapat diketahui. Berdasarkan latar belakang diatas, maka dibuatlah suatu perancangan alat viskometer digital untuk mengukur nilai viskositas dari minyak goreng.

1.2. BATASAN MASALAH

Agar masalah yang dibahas pada penelitian ini tidak terlalu luas, maka masalah dibatasi pada hal-hal berikut :

1. Penelitian dilakukan dalam skala Laboratorium

2. Pengukuran viskositas minyak menggunakan metode pengukuran hukum

Stokes dengan sensor LDR sebagai penerima dari LED.

3. Pengolahan data dari sensor menggunakan mikrokontroler jenis Atmega8535

4. Tabung yang digunakan sebagai wadah sampel berukuran 1 meter 5. Keluaran ditampilkan pada PC

6. LCD yang digunakan adalah LCD karakter 2x16

7. Visual Basic digunakan untuk mengintruksi data dari mikrokontroler 8. Sampel yang akan diuji adalah minyak goreng

9. Bola yang digunakan adalah kelereng

1.3. TUJUAN PENULISAN

1. Untuk merancang alat perhitungan viskositas minyak berbasis mikrokontroller AT8535

2. Untuk mengetahui prinsip kerja alat ukur viskositas minyak dengan pemanfaatan sensor LDR yang berbasis mikrokontroler

3. Untuk menampilkan hasil dari perhitungan alat pada PC (Personal Computer)

1.4. MANFAAT PENELITIAN

1. Dapat membantu praktikan dalam pengambilan data pada percobaan viskositas

2. Perhitungan yang dihasilkan dapat ditampikan pada PC (personal Computer)

3. Merancang suatu sistem yang diharapkan berguna untuk keperluan industri yang menggunakan minyak.

1.5. TEMPAT PENELITIAN

LABORATORIUM ILMU DASAR FMIPA USU 1.6. SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk memepermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat skematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari perancangan alat viskometer digital, maka penulis menulis laporan ini dengan sistematika penulisan sebagai berikut :

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan serta sistematika.

BAB II. LANDASAN TEORI

Dalam bab ini di jelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan. Teori pendukung antara lain tentang kekentalan(viskositas), minyak goreng, sensor LDR dan LED, mikrokontroler ATMega8535 (hardwere dan softwere) , software Visual Basic, LCD serta kerja sensor yang digunakan.

BAB III. PERANCANGAN ALAT DAN PROGRAM

Dalam bagian ini akan dibahas perancangan dari alat yaitu skematik dari rangakaian dan sistem kerja dari masing-masing rangkaian, bahasa program yang digunakan, dan program yang akan diisikan ke mikrokontroler ATMega 8535.

BAB IV. ANALISA RANGKAIAN DAN SISTEM KERJA ALAT

Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat, perancangan mengenai program-program yang digunakan untuk mengaktifkan rangkaian, dan penjelasan mengenai program yang diisikan ke mikrokontroler ATMega 8535.

BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah perancangan alat ini dapat dibuat ebih efesien dan dikembangkan perakitannya pada metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 MINYAK

Minyak goreng umumnya berasal dari minyak kelapa sawit. Minyak kelapa sawit dapat digunakan untuk menggoreng karena struktur minyaknya yang memiliki ikatan rangkap sehingga minyaknya termasuk lemaktak jenuh yang sifatnya stabil. ( Herlina N, Ginting.2002). Minyak goreng merupakan salah satu kebutuhan pokok manusia. Masyarakat kita sangat majemuk dengan tingkat ekonomi yang berbeda-beda. Ada masyarakat yang menggunakan minyak goreng hanya untuk satu kali pakai, namun ada juga masyarakat yang menggunakan minyak goreng untuk berkali-kali pakai.

Parameter kualitas minyak meliputi sifat fisik dan sifat kimia. Sifat fisik minyak meliputiwarna, bau, kelarutan, titik cair dan polimorphism, titik didih, titik pelunakan, slipping point,shot melting point; bobot jenis, viskositas, indeks bias, titik kekeruhan (turbidity point), titikasap, titik nyala dan titik api. (Ketaren, 1986). Standar mutu adalah merupakan hal yang penting untuk menentukan minyak yangbermutu baik. Ada beberapa faktor yang menentukan standar mutu yaitu : kandungan air dankotoran dalam minyak, kandungan asam lemak bebas, warna, dan bilangan peroksida (Ketaren,1986).

2.2 GLISERIN

Gliserol (atau gliserin, gliserin) adalah senyawa poliol sederhana, tidak berwarna, tidak berbau, dan cairan kental yang banyak digunakan dalam formulasi farmasi. Gliserin adalah cairan kental yang berwarna dan memiliki rasa manis. Cairan ini memiliki titik didih tinggi dan membeku untuk pasta. Gliserol adalah

senyawa organik, juga biasa disebut gliserin, propana-triol, 1,2,3-propanetriol, 1,2,3-trihydroxypropane, glyceritol dan glycyl alkohol. Gliserol memiliki rumus molekul C3H5 (OH)3. Adapun massa molar gliserol adalah 92,09382 g / mol. Penampilannya jernih, tak berwarna, higroskopik dan memiliki bau. Kepadatan dari gliserol ini adalah 1,261 g / cm ³. Gliserol memiliki titik lebur 18 ° C (64,4 ° F) dan titik didih 290 ° C (554 ° F). Indeks biasnya adalah 1,4746 dan memiliki vsikositas 1,5 Pa s. Sifat – sifat fisik dari Gliserol adalah sebagai berikut : Seperti ethylene glycol dan Propylene glycol, dilarutkan dalam air, gliserol mengganggu ikatan hidrogen antara molekul-molekul seperti campuran sedemikian rupa sehingga tidak dapat membentuk struktur kristal yang efektif kecuali suhu diturunkan secara signifikan. Titik beku minimum adalah sekitar 60-70% gliserol dalam air, seperti yang ditunjukkan di bawah ini. Demikian, glycerol memiliki sifat anti-freeze.

Gliserin merupakan hasil pemisahan asam lemak. Gliserin terutama digunakan dalam industri kosmetika antara lain sebagai bahan pengatur kekentalan sampo, obat kumur, pasta gigi, dan sebagainya (Fauzi, 2002). Gliserin mempunyai peran hampir di setiap industri. Penggunaan terbesar dari gliserin adalah pada industri resin alkid, dimana gliserin berfungsi sebagai bahan pelunak dan gliserin yang banyak digunakan. Gliserin, sejak 1959 diakui sebagai satu diantara bahan yang aman oleh Food and Drug Administration.

2.3 FLUIDA

Fluida adalah zat alir yang berubah bentuk secara kontnu (terus-menerus) bila terkena tegangan geser, betapapun terjadinya tegangan geser itu. Suatu fluida ideal adalah tanpa gesekan serta takmampu mampat dan hendaknya tidak dikacaukan dengan gas sempurna. Fluida tanpa gesekan adalah takviskos, dan proses alirannya mampu balik. Lapisan fluida yang terdapat langsung di sekitar suatu batas aliran nyata serta yang kecepatannya relatif terhadap batas tersebut terpengaruh oleh tegangan geser visko disebut lapisan batas. Untuk fluida yang viskositasnya rendah akibat-akibat viskositas hanya terasa dalam daerah sempit

yang melingkupi batas fluida. Untuk situasi aliran takmampumampat dimana lapisan batas tetap tipis.(Streeter,1998)

Subjek yang luas di dalam mekanika fluida secara umum dapat di bagi menjadi statika fluida dimana fluida dalam keadaan diam, dan dinamika fluida dimana fluida bergerak. Perlu dibahas beberapa sifat fluida yang sangat berkaitan dengan perilaku fluida, karena jelas bahwa fluida yang berbeda secara umum memiliki sifat yang berbeda pula. Adapun sifat-sifat yang memegang peranan penting dalam analisis perilaku fluida akan dibahas berdasarkan ukuran-ukuran masa dan berat fluida.

2.3.1. Kerapatan (Density)

Kerapatan sebuah fluida di lambanngkan dengan huruf yunani ρ (rho), didefinisikan sebagai masa fluida per satuan volume. Kerapatan biasanya digunakan untuk mengkarakteristikkan massa sebuah sistem fluida. Rho mempunyai satuan dalam SI adalah kg/m3.

2.3.2. Tegangan Permukaan

Bila tidak ada pengaruh gravitasi ataupun gaya – gaya luar yang lainnya, suatu partikel cair yang tidak dibatasi oleh dinding – dinding luar akan terbentuk bola yang sempurna, karena adanya gaya tarik diantara molekul cairan. Di dalam bagian dalam cairan suatu molekul dikelilingi oleh molekul – molekul yang lain, dan rata – rata gaya yang menarik besarnya sama pada segala arah. Tetapi pada permukaan, tidak ada tarikkan keluar untuk mengimbangi tarikan dari molekul – molekul didalam partikel cairan, karena molekul – molekul yang menarik keluar ini jumlahnya makin bergerak pada titik – titik yang dekat dengan permukaan (Munson,2003).

2.3.3. Kekentalan (Viskositas)

Setiap benda yang bergerak relatif terhadap benda lain selalu mengalamigesekan (gaya gesek). Sebuah benda yang bergerak di dalam fluida juga mengalami gesekan. Hal ini disebabkan oleh sifat kekentalan (viskositas) fluida tersebut. Koefisien kekentalan suatu fluida (cairan) dapat diperoleh dengan menggunakan percobaaan bola jatuh di dalam fluida tersebut. Gaya gesek yang bekerja pada suatu benda yang bergerak relatif terhadap suatu fluida akan sebanding dengan kecepatan relatif benda terhadap fluida.

Jika ditinjau dari sebuah bola yang dijatuhkan kedalam cairan dan bola tersebut bergerak kebawah dengan kecepatan v. Gaya-gaya yang berkerja pada bola adalah gaya berat w, gaya apung FA, dan gaya hambat akibat viskositas atau gaya Stokes Fs.

Gambar 2.1 Gaya Bola Pada Cairan

Ketika bola dijatuhkan, bola bergerak dipercepat. Namun ketika kecepatannya bertambah, gaya stokes juga bertambah. Akibatnya pada suatu saat bola mencapai keadaan seimbang, sehingga bergerak dengan kecepatan konstan, yang disebut kecepatan terminal. Pada kecepatan terminal ini, resultan gaya yang berkerja pada bola sama dengan nol.

Dengan memilih sumbu vertikal keatas sebagai sumbu positif, maka pada saat kecepatan terminal berlaku :

∑ = 0 Fa + Fs = W

ρf g + 6 η R = mb g

ρf ( π R3 )g +6 η R

=( R3 ρb )

...(2.3) Dengan :

= Kecepatan terminal (m/s)

η = Koevesien Viskositas fluida (Pa s) R = jari-jari bola (m)

g = Percepatan gravitasi (m/s2) ρb = massa jenis bola (Kg/m3

) ρf = massa jenis fluida (Kg/m3 )

Sifat-sifat kerapatan dan berat jenis adalah ukuran dari beratnya sebuah fluida. Namun jelas bahwa sifat-sifat ini saja tidak cukup untuk mengkarakterisasi secara khas sebagaimana fluida berperilaku karena dua fluida (misalnya air dan minyak) yang memiliki nilai kerapatan hampir sama memiliki perilaku yang berbeda ketika mengalir. (Munson,2003).

Fluiditas dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan meningkat dengan makin tingginya temperatur. Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang dinamakan viskometer (Welty, 2004).

Viskosimeter merupakan alat untuk mengukur nilai viskositas atau kekentalan suatu fluida. Viskosimeter ini bekerja pada titik kecepatan geser, sehingga hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Ekstrapolasi dari titik tersebut ke titik nol akan menghasilkan garislurus. Alat ini hanya dapat digunakan untuk

menentukan viskositas cairan Newton.Yang termasuk dalam jenis ini misalnya viskosimeter kapiler, bola jatuh, penetrometer, plastometer ,dll.

Dalam pembuatan alat viskometer ditujukan untuk memperoleh waktu agar diperoleh nilai viskositas dari suatu fluida. Model viskometer yang umum digunakan berupa viskometer bola jatuh (menggunakan hukum stokes), tabung (pipa kapiler) yang mengukur viskositas berdasarkan tekanan dalam aliran pipa, dan sistem rotasi. (Ridwan,dkk,2008) ( Nutrino,2010). Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak tergantung pada kecepatan geser. Oleh karena itu, viskositanya cukup ditentukan pada satu kecepatan geser. Viskometer yang dapat dipergunakan untuk keperluan itu adalah viskometer kapiler atau bola jatuh. Apabila digambarkan antara kecepatan geser terhadap tekanan geser, maka diperoleh grafik garis lurus melalui titik nol. Contoh cairan Newton adalah minyak jarak, kloroform, gliserin, minyak zaitun, dan air.

Viskometer bola jatuh merupakan viskosimeter satu titik yang diguna kan untuk menentukan viskosita cairan newton. Viskosimeter ini bekerja pada satu titik kecepatan geser, sehingga hanya dihasilkan satu titik pada rheogram. Pada viskosimeter ini sampel dan bola diletakkan dalam tabung gelas yang dibiarkan mencapai temperatur keseimbangan dengan fluida yang ada didalam tabung. Waktu bagi bola tersebut untuk jatuh antara dua tanda diukur dengan teliti dan diulangi beberapa kali. Prinsip kerja dari viskometer bola jatuh adalah mengukur kecepatan bola jatuh melalui cairan dalam tabung pada suhu tetap.

2.4 Sensor

Sensor adalah sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau kimia, menghubungkan antara fisik nyata dan industri electric dan piranti elektronika. Variabel keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik disebut Transduser.Sensor mengkonversi dari suatu isyarat

input ke suatu isyarat ouput.Sensor bisa saja menggunakan satu atau lebih pengkonversian untuk menghasilkan suatu isyarat keluaran. Ada dua jenis sensor : 1. Sensor Passif yaitu mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke

dalam isyarat yang lain tanpa bantuan sumber energi Contoh : termocouple

2. Sensor Aktif yaitu mengkonversi sifat-sifat/isyarat fisik atau kimia ke dalam isyarat yang lain dengan bantuan sumber energi, juga merupakan pilihan utama untuk isyarat-isyarat yang lemah/kecil.

2.4.1. LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya. Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu merupakan bahan semikonduktor yang resistansnya berupah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya.

Prinsip Kerja Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Resistansi Sensor Cahaya LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebesar 1KΩ atau kurang. LDR terbuat dari bahan semikonduktor seperti kadmium sulfida. Dengan bahan ini energi dari cahaya yang jatuh menyebabkan lebih banyak muatan yang dilepas atau arus listrik meningkat. Artinya resistansi bahan telah mengalami penurunan.

Seperti halnya resistor konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan resistor biasa. Simbol LDR dapat dilihat seperti pada gambar berikut :

Gambar.2.2. Simbol Dan Fisik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor)

Karakteristik Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) Sensor Cahaya LDR adalah suatu bentuk komponen yang mempunyai perubahan resistansi yang besarnya tergantung pada cahaya. Karakteristik LDR terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral sebagai berikut :

1. Laju Recovery Sensor Cahaya LDR, bila sebuah “Sensor Cahaya LDR” dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita amati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu.

2. Respon Spektral Sensor Cahaya LDR, sensor cahaya LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja, emas dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan penghantar yang paling banyak, digunakan karena mempunyai daya hantar yang baik (TEDC,1998) .

2.4.2 LED

LED adalah singkatan dari "Light Emitting Diode". Yang berarti LED adalah perangkat semikonduktor yang menghasilkan cahaya ketika arus listrik melewati celah antara katoda dan anoda didalam sistem perangkat tersebut. LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki artikel-artikel yang longgar / filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE).

Gambar.2.3. Simbol dan gambar LED

LED dulu umumnya digunakan pada gadget seperti ponsel serta komputer. Sebagai pesaing lampu bohlam dan neon, saat ini aplikasinya mulai terus meluas dan bahkan bisa kita temukan pada korek api yang kita gunakan, lampu emergency dan sebagainya. LED sebagai model almpu masa depan dianggap dapat menekan pemanasan global karena efesiensinya.

2.5 Mikrokontroler ATMega 8535

Mikrokontroler adalah singel chip yang memiliki kemampuan untuk diprogram dan di rancang khusus untuk aplikasi kontrol serta dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. Mikrokontroler merupakan satu hasil dari kemampuan komputasi yang sangat cepat dengan bentuk yang sangat kecil dan harga yang murah. Mikrokontroler terus berkembang dengan tujuan untuk

memenuhi kebutuhan pasar terhadap alat-alat elektronik dengan perangkat cerdas, cepat sebagai pengontrol dan proses data. (Rizki,2010)

Mikrokontroler ATMega8535 merupakan IC CMOS 8-bit yang memiliki daya rendah dalam pengoperasiannya dan berbasis dan arsitektur RISC AVR ATMEGA8535 dapat di eksekusi satu intruksi dalam sebuah siklus clock, dan dapat mencapai 1 MIPS per Mhz, sehingga para perancang dapat mengoptimalkan penggunaan daya rendah dengan kecepatan tinggi.Mikrokontroler AVR ATmega8535 memiliki fitur yang cukup lengkap. Mikrokontroler AVR ATmega8535 telah dilengkapi dengan ADC internal, EEPROM internal,

Timer/Counter, PWM, analog comparator, dan lain-lain.(M.Ary Heryanto, 2008).

2.5.1. Blok Diagram dan Arsitektur ATmega8535

ATmega8535 mempunyai 32 general purpose register (R0..R31) yang terhubung langsung dengan Arithmetic Logic Unit (ALU), sehingga register dapat diakses dan dieksekusi hanya dalam waktu satu siklus clock. ALU merupakan tempat dilakukannya operasi fungsi aritmetik, logika dan operasi bit. R30 disebut juga sebagai Z-Register, yang digunakan sebagai register penunjuk pada pengalamatan tak langsung.

Didalam ALU terjadi operasi aritmetik dan logika antar register, antara

register dan suatu konstanta, maupun operasi untuk register tunggal (single register). Berikut arsitekturnya yang ditunjukkan blok diagram pada Gambar 2.4

Gambar.2.4.Blog Diagram Fungsional ATMega8535 Mikrokontroler ATMega8535 memiliki fitur yang sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu port A, port B, port C, dan port D. 2. ADC internal sebanyak 8 saluran.

3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.

5. SRAM sebesar 512 byte.

6. Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write. 7. Port antarmuka SPI

8. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi. 9. Antarmuka komparator analog.

10. Port USART untuk komunikasi serial.

11. Sistem mikroprosesor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

2.5.2 Sistem Minimum ATmega8535 (SISMIN)

Sistem minimum (sismin) mikrokontroler adalah rangkaian elektronik minimum yang diperlukan untuk beroperasinya IC mikrokontroler. Sismin ini kemudian bisa dihubungkan dengan rangkaian lain untuk menjalankan fungsi tertentu. Di keluarga mikrokontroler AVR, seri 8535 adalah salah satu seri yang sangat banyak digunakan.

Mikrokontroler Atmega8535 telah dilengkapi dengan osilator internal, sehingga tidak diperlukan kristal atau resonator ekternal untuk sumber clock CPU. Namun osilator ini maksimal 8MHz jadi disarankan untuk tetap memakai kristal eksternal. Osilator internal oleh pabriknya telah di-setting 1 MHz, dan untuk merubahnya perlu merubah setting pada fuse bit. Namun untuk pengaturan fuse bit

perlu berhati-hati, sebab pengaturan ini begitu rawan karena bila salah menyetingnya bisa menyebabkan mikrokontroler rusak.

2.5.3 Konstruksi ATmega8535

Mikrokontroler ATmega8535 memiliki 3 jenis memori, yaitu memori program, memori data dan memori EEPROM. Ketiganya memiliki ruang sendiri dan terpisah.

a. Memori program : ATmega8535 memiliki kapasitas memori progam sebesar 8 Kbyte yang terpetakan dari alamat 0000h – 0FFFh dimana masing-masing alamat memiliki lebar data 16 bit. Memori program ini terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian program boot dan bagian program aplikasi.

b. Memori data : ATmega8535 memiliki kapasitas memori data sebesar 608 byte yang terbagi menjadi 3 bagian yaitu register serba guna, register I/O dan SRAM. ATmega8535 memiliki 32 byte register serba guna, 64 byte register I/O yang dapat diakses sebagai bagian dari memori RAM (menggunakan instuksi LD atau ST) atau dapat juga diakses sebagai I/O

(menggunakan instruksi IN atau OUT), dan 512 byte digunakan untuk memori data SRAM.

c. Memori EEPROM : ATmega8535 memiliki memori EEPROM sebesar 512 byte yang terpisah dari memori program maupun memori data. Memori EEPROM ini hanya dapat diakses dengan menggunakan register-register I/O yaitu register EEPROM Address, register EEPROM Data, dan register EEPROM Control. Untuk mengakses memori EEPROM ini diperlakukan seperti mengakses data eksternal, sehingga waktu eksekusinya relatif lebih lama bila dibandingkan dengan mengakses data dari SRAM.

ATmega8535 merupakan tipe AVR yang telah dilengkapi dengan 8 saluran ADC internal dengan fidelitas 10 bit. Dalam mode operasinya, ADC ATmega8535 dapat dikonfigurasi, baik secara single ended input maupun

differential input. Selain itu, ADC ATmega8535 memiliki konfigurasi pewaktuan, tegangan referensi, mode operasi, dan kemampuan filter derau yang amat fleksibel, sehingga dengan mudah disesuaikan dengan kebutuhan ADC itu sendiri.

Arsitektur hardware mikrokontroler ATMega8535 dari spesifikasi luar atau biasa disebut pin out digambarkan pada gambar dibawah ini :

Dilihat dari gambar diatas Mikrokontroler AVR ATMEGA 8535 ini memiliki 4 buah port paralel dan masing-masing memiliki karakteristik yang berbeda-beda :

a. Port A (PA0-PA7)

Port A berfungsi sebagai input analog ke ADC. Port A juga dapat berfungsi sebagai port I/O 8 bit bidirectional, jika ADC tidak digunakan maka pin port dapat menyediakan resistor pull-up internal (dipilih untuk setiap bit).

b. Port B (PB0-PB7)

Port B merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal

(dipilih untuk setiap bit)

Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B Pin Fungsi Khusus

PB7 SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 MISO (SPI Bus Master Input/ Slave Output) PB5 MOSI (SPI Bus Master Output/ Slave Input) PB4 SS (SPI Slave Select Input)

PB3

AIN 1 (Analog Comparator Negative Input)

OCO (timer/Counter0 Output Compare Match Output) PB2 AIN 0 (Analog Comparator Positive Input)

INT2 (External Interrrupt 2 Input)

PB1 T1 (Timer/ Counter 1 External Counter Input)

PB0

T0 T1 (Timer/ Counter External Counter Input) XCK (USART External Clock Input/ Output)

c. Port C (PC0-PC7)

Port C merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal

Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C Pin Fungsi khusus

PC7 TOSC2 ( Timer Oscillator Pin2) PC6 TOSC1 ( Timer Oscillator Pin1) PC5 Input/Output

PC4 Input/Output

PC3 Input/Output

PC2 Input/Output

PC1 SDA ( Two-wire Serial Buas Data Input/Output Line) PC0 SCL ( Two-wire Serial Buas Clock Line)

d. Port D (PD0-PD7)

Port D merupakan I/O 8 bit biderectional dengan resistor pull-up internal

(dipilih untuk setiap bit)

Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D Pin Fungsi khusus

PD7 OC2 (Timer/Counter Output Compare Match Output) PD6 ICP (Timer/Counter1 Input Capture Pin)

PD5 OC1A (Timer/Counter1 Output Compare A Match Output)

PD4 OC1B (Timer/Counter1 Output Compare B Match Output) PD3 INT1 (External Interrupt 1 Input)

PD2 INT0 (External Interrupt 0 Input) PD1 TXD (USART Output Pin) PD0 RXD (USART Input Pin)

2.5.4 Memori Program

ATmega8535 mempunyai kapasitas memori program sebesar 8 Kbytes. Karena semua format instruksi berupa kata (word), Format word yang biasa digunakan adalah 16 atau 32 bit. Pada ATmega8535 ini format memori program

yang digunakan adalah 16 bit, sehingga format memori program yang digunakan adalah 4Kx16bit. Memori Flash ini dirancang untuk dapat di hapus dan tulis sebanyak seribu kali. Program Counter (PC)-nya sepanjang 12 bit, sehingga mampu mengakses hingga 4096 alamat program memori. Memori program pada ATmega8535 diperlihatkan pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Memori program

2.6. Liquid Crystal Display (LCD)

LCD merupakan salah satu komponen yang banyak dipilih untuk dipergunakan sebagai tampilan karena kemudahannya dalam mengatur tampilan layar agar lebih menarik. Salah satu contoh LCD yang banyak digunakan yaitu LCD M1632 (LCD 2x16).LCD display module M1632 terdiri dari dua bagian, yang pertama merupakan panel LCD sebagai media tampil informasi dalam bentuk karakter dua baris, masing-masing bisa menampung 16 karakter.

Bagian kedua merupakan sebuah sistem yang dibentuk dengan mikrokontroler yang ditempel dibalik panel LCD, berfungsi mengatur tampilan LCD. Dengan demikian pemakaian LCD M1632 menjadi sederhana, sistem lainnya cukum mengirim kode ASCII dari informasi yang ditampilkan.Spesifikasi LCD M1632, yaitu :

a. Tampilan 16 karakter 2 baris

c. Beberapa fungsi perintah antara lain adalah penghapusan tampilan (display clear), posisi kursor awal (cursor home ), tampilan karaker kedip (display charakter blink , penggeseran kursor (cursor shift) dan pergeseran tampilan (display shift).

d. Rangkaian otomatis reset saat daya dinyalakan e. Catu daya tunggal +5 volt

2.7 Akuisisi Data

Sistim akuisisi data dapat didefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk mengambil, mengumpulkan dan menyiapkan data, hingga memprosesnya untuk menghasilkan data yang dikehendaki. Jenis serta metode yang dipilih pada umumnya bertujuan untuk menyederhanakan setiap langkah yang dilaksanakan pada keseluruhan proses. Sejak ditemukannya teknologi digital dan komputer, system akuisisi data mengalami perkembangan dan perubahan yang sangat signifikan baik pada cara pengambilan data, mengumpulkan data, menyimpannya hingga mengolahnya menjadi data yang siap untuk diproses lebihlanjut. Berikut ini elemen-elemen dasar dari system atau konsep akuisisi data berbasis komputer (PC) :

1. Sebuah komputer PC 2. Tranduser

3. Pengkondisi sinyal

4. Perangkat keras akuisisi data 5. Perangkat keras analisa

6. Perangkat lunak (Dapat berupa Visual Basic )

Perangkat lunak yang menyederhanakan pemrograman akuisisi data dengan cara menangani secara langsung pemrograman tingkat-rendah (low level program) dan memberikan berbagai fungsi tingkat-tinggi (high level functions) yang dapat dipanggil dalam bahasa pemrograman yang digunakan. Pada perangkat lunak jenis ini biasanya pemrograman dilakukan menggunakan bahasa tingkat rendah yang setingkat atau beberapa tingkat diatas bahasa mesin. Yang

termasuk dalam hal ini adalah seperti bahasa Assembly pada pemrograman microcontroller atau yang lebih tinggi lagi yaitu Turbo Pascal, C++, Visual Basic, Delphi.

BAB 3

PERANCANGAN DAN KERJA ALAT

3.1 Diagram Blok

Secara garis besar perancangan viskometer digital ini terdiri dari lima blok utama. Diagram blok keseluruhan seperti pada gambar berikut :

Bola Jatuh

LED

LDR

Program Mikrokonteroller

ATMega8535

RS232 PC

LCD

Gambar 3.1. Diagram Blok perancangan viskometer digital

Blok diagram perancangan sistem seperti tampak pada gambar 3.1 diatas. Sistemnya terdiri dari 2 sensor yang masing-masing diteruskan kerangkaian komparator, sinyal keluaran dari komparator diteruskan ke mikrokontroller ATMega8535, dan selanjutnya terhubung ke komputer menggunakan komunikasi serial RS232 sebagai adaptor tingkat tegangan (gambar 3.5).

Untuk mendeteksi adanya bola jatuh digunakan LED sebagai transmiter dan sensor LDR sebagai receiver. Kemudian akan mengirimkan sinyal analog dan dilewatkan pada rangkaian pengkondisi sinyal. Rangkaian pengkondisi sinyal berguna supaya sinyal tersebut dapat dibaca dan diproses dengan baik oleh mikrokontroler. PC (personal computer) menampilkan data akuisisi yang telah diterima dari mikrokontroler dan diproses pada visual basic 6.0.

3.1.1. Flowchart

start

Insialisasi Program

Bola dijatuhkan

Start menghitung waktu (Timer ON)

Proses menghitung Viskositas

Selesai

No

Ya

Ya

bola mengenai Sensor 1

bola mengenai Sensor 2

Start menghitung waktu (Timer OFF)

PC LCD

No

3.2 Proses Kerja Viskosimeter

Viscometer merupakan alat untuk menghitung nilai viskositas atau kekentalan suatu fluida. Dalam pembuatan alat viskosimeter ditujukan untuk memperoleh waktu agar diperoleh nilai viskositas dari suatu fluida. Pada penelitian ini akan digunakan LED sebagai pemancar dan LDR sebagai penerima sinar LED (receriver) yang diletakkan sejajar horizontal. Digunakannya LED dan LDR pada perancangan ini karena harga komponen yang murah sehingga dapat menekan biaya pembuatan alat. Sinyal yang akan dihasilkan dari sensor LDR berupa tegangan yang bergantung pada intensitas cahaya yang diterima akan diolah oleh komparator sebelum diolah oleh mikrokontroler AVR ATMega8535.

Proses kerja viskosimeter digital ini adalah seperti berikut. Pertama, benda kerja berupa bola dijatuhkan kedalam tabung yang telah diisi minyak, kemudian bola tersebut melewati ruang cahaya ataua daerah pencahayaan diantara LDR dan LED sehingga akan mengganggu intensitas cahaya yang ditanggap oleh LDR. Dalam hal ini, intensitas cahaya berkurang. Waktu terjadinya pengurangan intensitas tadi dihitung oleh timer melalui sinyal-sinyal keluaran LDR yang diterimanya, menyebabkan timer menghitung waktu sepanjang jarak yang ditentukan. Proses selanjutnya bola tadi akan melanjutkan perjalanannya hingga melewati ruang cahaya antara sensor LDR yang kedua dengan LED.

Pada sensor yang kedua dan ketiga ini sama halnya seperti yang pertama dan pada sensor yang ketiga ini menyebabkan timer memberhentikan proses perhitungan, sehingga kerja viskosimeter selesai. Dan data pengukuran waktu tempuh bola dalam minyak goreng (sampel), serta nilai viskositasnya ditampilkan pada LCD, sedangkan PC (personal Computer ) menampilkan keseluruhannya, yaitu waktu tempuh bola, nilai viskositas dan grafiknya dengan menggunakan program VB.

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega 8535

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 8 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan Mikrokontroller ATMega 8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi kerendah akan me-reset

mikrokontroller ini.

Rangkaian skematik sistem minimum mikrokontroler ATMega8535 dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Sistem Minimum Mikrokontroler AT8535 Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroller, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kiri mikrokontroller dihubungkan ke RJ45. RJ45 sebagai konektor yang akan dihubungkan ke ISP Programmer. Dari ISP Programmer inilah dihubungkan ke komputer melalui port paralel.

Kaki Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd pada mikrokontroller terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke

ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroller tidak dapat dilakukan karena mikrokontroller tidak akan bisa merespon.

3.4 Display LCD Character 2 x 16

Display LCD 2x16 berfungsi sebagai penampil nilai kecepatan referensi dan kecepatan aktual yang dikirim dari mikrokontroler. LCD yang digunakan pada saat ini mempunyai lebar 2 baris 16 kolom dengan 16 pin konektor yang tersiri dari 8 jalur data, 3 jalur kontrol dan jalur-jalur catu daya.

Gambar 3.4. Pin-pin modul LCD 1. Pin 1 dan 2

Merupakan sambungan catu daya, Vss, dan Vdd. Pin Vdd dihubungkan dengan tegangan positif catu daya, dan Vss pada 0 volt atau ground.

2. Pin 3

Merupakan pin kontrol Vcc yang digunakan untuk mengatur kontras display. 3. Pin 4

Merupakan register select (RS), masukan yang pertama dari tiga command control input. Dengan membuat RS menjadi high, data karakter dapat ditransfer dari dan menuju modulnya.

4. Pin 5

Read/Write (R/W). Untuk memfungsikan sebagai perintah Write maka R/W low atau menulis karakter ke modul.

5. Pin 6

Enable (E), input ini digunakan untuk transfer aktual dari perintahperintah atau karakter antara modul dengan hubungan data.

Pin 7 sampai 14 adalah delapan jalur data (D0 – D7) dimana data dapat ditransfer ke dan dari display.

7. Pin 15 dan 16

Pin 15 atau A (+) mempunyai level DC +5 V berfungsi sebagai LED backlight (+) sedangkan pin 16 yaitu K (-) memiliki level 0 V

Pada program LCD, di perlukan deklarasi register untuk mikrokontroller jenis ATMEGA8535. Setelah mendeklarasi register, maka program akan masuk ke dalam program utama. Program ini akan menginisialisasi LCD dan akan menampilkan karakter dan tulisan di LCD.

3.5 Rangkaian Max232

IC Max232 adalah IC rangkaian antar muka dual RS232 transmitter/receiver yang memenuhi standart EIA-232-E. IC Max232 hanya membutuhkan power supplay 5 V sebagai catu. IC Max232 berfungsi untuk merubah level tegangan pada COM komputer menjadi level tegangan TTL/CMOS. Berikut gambar rangkaiannya.

Gambar 3.5 Rangkaian Max232

IC Max232 terdiri atas tiga bagian yaitu dual charge-pump voltage converter, driver RS232, dan receiver RS232.

3.6 RangkaianPower Supply

Rangkaian skematik power suplly dapat dilihat pada gambar 3.7 dibawah ini :

Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply

Rangkaian power supply berfungsi untuk mensuply arus dan tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Rangkaian power suplly ini terdiri dari dua keluaran yaitu 5 volt dan dan 12 volt. Keluaran 5 volt untuk menghidupkan seluruh rangkaian.

Trafo stepdown yang berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt AC akan disearahkan dengan menggunakan dioda, selanjutnya 12 volt DC akan diratakan oleh kapasitor 3300 uF. Regulator tegangan 5 volt (LM7805CT) akan digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebaggai indikator apabila PSA dinyalakan. Tegangan 12 volt DC langsung diambil dari keluaran jembatan dioda.

Dalam pengujian rangkaian ini dengan mengukur tegangan keluaran dari power supply menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Setelah itu rangkaian power supply dihubungkan ke sumber arus listrik dan saklar ON/OFF diaktifkan ke posisi ON.

3.7 Perancangan Rangkaian Sensor LDR

Sensor LDR adalah salah satu jenis resistor yang peka terhadap cahaya. Besarnya nilai hambatan pada Sensor Cahaya LDR (Light Dependent Resistor) tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LED akan memancarkan cahaya ke LDR dan kemudian arus akan mengalir melalui LDR sehingga akan tedapat sinyal tegangan ouput.

Gambar 3.7 Rangkaian Pengujian LDR

Dari gambar diatas dapat kita lihat tegangan keluarannya dari sensor LDR akan dikirimkan ke ADC mikrokontroller sehingga keluarannya lebih stabil dalam sistem logika. Pengujian rangkaian ini adalah dengan mengaktifkan rangkaian sensor dan memberikan halangan antara LDR dan LED. Adapun halangan disini berupa bola/ kelereng yang di jatuhkan kedalam tabung yang akan melewati sensor tersebut. Dan kemudian mengukur nilai keluaran yang berupa waktu kecepatan bola/ kelereng itu jatuh.

3.8 Perancangan Software

Perancangan software terdiri dari pengendalian sinyal yang disimpan kedalam mikrokontroller menggunakan bahasa C dan software akuisisi yang simpan kedalam komputer sebagai sistem pengatur akuisisi data dari

mikrokontroller dan pengolahan sistem tampilan, software ini menggunakan bahasa Visual Basic 6.0.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pembahasan Sistem Keseluruhan

Pengujian pada sistem viskosimeter dilakukan pengecekan operasional terhadap fungsi bagian-bagian sistem. Pengujian rangkaian Mikrokontroler dapat dilakukan dengan cara menghubungkan rangkaian sistem minimum dengan sumber tegangan 5 V. Dimana pin 40 Mikrokontroler dihubungkan dengan tegangan 5 volt dan pin 11 dihubungkan dengan ground. Seperti pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Rangkaian Pengujian Mikrokontroler

Kemudian pin 12 dihubungkan ke XTAL dan dua buah kapasitor. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroller ATMega8535 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset

(aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroller tersebut.

Sistem Mikrokontroller merupakan sistem pengendali semua rangkaian yang ada pada viskosimeter. Proses pengujian sistem minimum mikrokontroller dilakuakn dengan menghubungkan sistem sensor sebagai input dan LCD, juga PC (personal computer) sebagai output. Sebuah program sederhana untuk mengecek kondisi sensor yang hasilnya ditampilkan di LCD diisikan kedalam mikrokontroller.

Prinsip kerja dari viskosimeter ini intinya pada tabung, sistem sensor, dan sistem mikrokontroller. Sistem sensor digunakan untuk memberi masukan pada mikrokontroller, dimana digunakan 3 sensor LDR. Setelah jarak diatur dan sensor pada kondisi siap digunakan, maka bola dijatuhkan dalam tabung yang berisi sampel. Ketika bola dijatuhkan dalam sampel, maka sensor pertama akan mengaktifkan waktu pada sistem mikrokontroller. Waktu yang diperoleh adalah waktu akhir di dari sensor 3 yang di tampilkan pada LCD. Sedangkan dari sensor1, 2 dan 3 ada pada tampilan grafik yang ditampilkan pada PC (personal computer).

Untuk menghubungkan sistem mikrokontroller ke PC, maka diperlukan komunikasi serial. Komunikasi serial yang digunakan yaitu Max232 dapat dideteksi dengan menggunakan software Hyper Terminal buatan microsoft. Dengan menggunakan software hyper terminal kita akan dapat mencoba input/output dari/ke mikrokontroller.

Secara elektronis rangkaian sudah bekerja dengan baik, keluaran dari mikrokontroller dapat ditampilkan pada PC. Viskosimeter digital ditentukan oleh waktu tempuh bola/kelereng yang menghalangi cahaya LED pada sensor LDR ketika melewatinya. Sensor LDR dirancang untuk mendeteksi adanya cahaya yang nantinya akan diumpankan ke ADC sebagai input analog yang nantinya akan masuk ke rangkaian sistem minimum mikrokontroller, kemudian dari port C digunakan untuk RS dan Enable. Jalur Enable ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa ada data yang sedang dikirim.

Pengendalian sistem secara keseluruhan berpusat pada keluaran dari sensor LDR dapat dibaca oleh mikrokontroller dan perhitungan telah diprogramming, sehingga hasilnya akan ditampilkan pada LCD dan PC.

4.2 Hasil Pengukuran Viskositas Sampel

Untuk menguji ketelitian viskometer tersebut, maka dilakukan pengukuran viskositas pada viskosimeter tersebut, dengan parameter yang digunakan adalah waktu dan jarak. Dan sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah minyak goreng dan gliserin.

Minyak goreng yang digunakan sebanyak tiga macam yang divariasikan yaitu minyak goreng bermerek (A), minyak goreng curah yang belum dipakai (B) dan minyak goreng curah sekali penggorengan (C). Hasil dari pengukuran berupa waktu tempuh bola sejauh 40 cm dan nilai viskositas minyak goreng A, B dan C serta gliserin, yang ditampilkan pada LCD masing-masing pada tabel 4.1, 4.2, 4.3 dan 4.4 :

Tabel 4.1 Minyak Goreng A

percobaan Waktu (det) _{η (Poise )x10}-3

1 4,196 2,862

2 4,490 3,063

3 4,765 3,250

4 4,275 3,598

5 4,451 3,036

STD 0,197434 0,250406

Hasil dalam tabel 4.1 menunjukkan bahwa masih ada perbedaan waktu dalam 5 kali pengukuran, tetapi standart deviasinya menunjukkan nilai dibawah 1. Yang berarti perbedaan waktu tersebut kecil. Pebedaan ini dipercayai disebakan massa bola yang berbeda, walaupun perbedaan tersebut kecil. Pebedaan waktu ini telah

mempengaruhi keakuratan hasil pengukuran viskositas. Walaupun begitu, standart deviasinya masih dibawah 1 sehingga masih bisa dianggap performa alat masih baik. Kondisi yang juga terjadi untuk minyak goreng B, C dan gliserin seperti ditunjukkan masing-masing pada tabel 4.2 ,4.3 dan 4.4 dibawah :

Tabel 4.2 Minyak Goreng B

percobaan Waktu (det) _{η (Poise )x10}-3

1 4,406 3,140

2 4,843 3,303

3 4,765 3,250

4 4,627 3,156

5 5,373 3,665

STD 0,321412 0,190804

Tabel 4.3 Minyak Goreng C

percobaan Waktu (det) _{η (Poise )x10}-3

1 4,667 3,183

2 4,686 3,196

3 4,392 3,00

4 4,686 3,196

5 4,412 3,009

STD 0,136352 0,091859

Tabel 4.4 Gliserin

percobaan Waktu (det) _{η (Poise )}

1 29,92 1,26

3 32,27 1,36

4 29,76 1,26

5 28,68 1,21

STD 1,2474 0,0523

Dari data yang diperoleh pada pengukuran minyak A, B dan C rata-rata memiliki nilai viskositas yang tidak jauh berbeda untuk pengambilan data sebanyak 5 kali. Namun, untuk pengukuran gliserin nilai viskositas gliserin jauh lebih tinggi dibandingkan dengan minyak A, B dan C. Berdasarkan hasil pengukuran menggunakan viskosimeter bola jatuh berbasis mikrokontroller diperoleh waktu dengan 3 variasi jarak dengan sekali pengukuran. Sedangkan untuk mendapatkan waktu bola jatuh dengan 3 variasi jarak secara manual dilakukan pengukuran secara berulang.

Hasil lainnya mendapati bahwa waktu tempuh minyak B lebih lama dibandingkan dengan minyak A, tetapi lebih cepat dibandingkan dengan minyak C. Ini menunjukkan terdapat penurunan viskositas minyak setelah dipakai untuk menggoreng. Secara teori dan praktiik (Sutiah,2008) minyak goreng yang sudah dipakai sekali mempunyai nilai kerapatan yang paling kecil karena minyak goreng tersebut telah berkurang nilai kerapatannya akibat pemanasan saat penggorengan, sehinggga gesekan yang terjadi dalam lapisan-lapisan minyak tersebut menjadi lebih kecil yang mengakibatkan nilai viskositasnya kecil.

Sedangkan untuk perbandingan antara minyak A dan B yaitu waktu tempuh minyak A yang lebih cepat dibandingkan minyak B diyakini disebabkan minyak B mempunyai kerapatan molekul yang lebih kecil dibandingkan dengan minyak A. Viskositas ditimbulkan oleh gesekan pada lapisan-lapisan dalam cairan, sehingga makin besar gesekan yang terjadi maka viskositasnya semakin besar, begitu juga jika gesekan yang terjadi lebih kecil, maka viskositasnya juga kecil.

4.3 Hasil Perhitungan Kecepatan

Efek viskositas yang berbeda terhadap kecepatan bola jatuh didalam tabung juga dianalisa dalam penelitian ini. Kecepatan bola yang ditentukan antara perbandingan jarak dan waktu, data yang digunakan adalah hasil pengukuran secara konvensional dan juga secara digital. Waktu tempuh bola rata-rata dari minyak goreng dan gliserin yang diukur secara konvensional ditunjukkan pada tabel 4.5 :

Tabel 4.5 Waktu Tempuh Bola secara Konvensional

Jarak (cm)

Waktu (det) t (minyak goreng)

t (gliserin)

A B C

20 0 0 0 0

40 7,67 8,02 7,51 37,24

STD 3,835 4,01 3,755 18,62

Sedangkan waktu tempuh bola rata-rata dari minyak goreng dan gliserinyang diukur menggunakan viskosimeter berbasis mikrokontroller ditunjukkan pada tabel 4.6:

Tabel 4.6 Waktu Tempuh Bola secara Digital ( Mikrokontroller)

Jarak (cm)

Waktu (det) t (minyak goreng)

t (gliserin)

A B C

20 0 0 0 0

40 4,62 4,8 4,56 30,55

STD 2,31 2,4 2,28 15,27

Gambar 4.1: Grafik hubungan jarak dan waktu bola jatuh dalam minyak A

Gambar.4.2: Grafik hubungan jarak dan waktu bola jatuh dalam minyak B

0 10 20 30 40 50

0 5 10

jar ak (c m ) waktu (det) konvensional mikrokontroller 0 10 20 30 40 50

0 5 10

Jar ak (c m ) Waktu (det) konvensional mikrokontroller

Gambar.4.3: Grafik hubungan jarak dan waktu bola jatuh dalam minyak C

Gambar.4.4: Grafik hubungan jarak dan waktu bola jatuh dalam gliserin

Semua grafik menunjukkan kecepatan bola jatuh yang diukur secara konvensional ada perbedaan dibandingkan dengan hasil pengukuran secara digital. Perbandingan kecepatan bola jatuh yang diperoleh menggunakan viskosimeter berbasis mikrokontroller (digital) dan menggunakan stopwatch (konvensional) yaitu untuk minyak A (0,086 : 0,05 m/s), minyak B (0,083 : 0,049 m/s), minyak

0 10 20 30 40 50

0 2 4 6 8

Jar ak ( cm ) Waktu (det) konvensional mikrokontroller 0 10 20 30 40 50

0 20 40 60 80

Jar ak (c m ) Waktu (det) konvensional mikrokontroller

Perbedaan ini mungkin dikarenakan kesalahan dalam pengamatan gerak bola akibat tidak lurusnya pandangan. Selain itu disebabkan karena kelelahan atau kerusakan mata pengamat dan juga tidak serempaknya pengamatan bola dan pengamatan pencatat waktu. Hal itu sesuai dengan kelemahan utama pengukuran viskositas metode bola jatuh secara manual.

Adapun hasil perbandingan viskositas yang diperoleh dari percobaan yang dilakukan dengan viskosimeter berbasis mikrokontroller dan yang diperoleh secara manual atau konvensional dapat dilihat ditabel 4.7

Tabel 4.7 Perbandingan Nilai Viskositas Minyak Goreng (A, B, C) dan Gliserin Bahan Uji

Viskositas (Poise)

STD

Digital Manual

Minyak Goreng

A 3,16 x10-3 3,40 x10-3 0,12 B 3,30 x10-3 3,60 x10-3 0,15 C 3,11 x10-3 2,78 x10-3 0,19

Gliserin 1,28 1,20 0,04

Dari data pada tabel 4.7 nilai viskositas masing-masing minyak A, B dan C, dapatdibuat dalam bentuk grafik perbandingan, seperti pada gambar 4.3 disamping ini :

Gambar 4.5: Grafik Perbandingan Masing-masing minyak A, B, C dan Gliserin dalam pengukuran Manual dan Digital Dari grafik 4.5, dapat dikatakan bahwa viskositas diantara minyak A dan B baik yang diukur secara konvensional maupun digital tidak terlalu berbeda walaupun jelas terlihat viskositas minyak A lebih rendah dibanding minyakl B. Namun jika dibandingkan dengan minyak C, perbedaan semakin jelas dimana viskositas minyak C jauh lebih rendah dibandingkan viskositas minyak A dan B. Dengan demikian dapat dinyatakan viskositas minyak berkurang setelah dipakai untuk penggorengan. Dalam hal ini, hasil perhitungan viskositas secara konvensional dan digital untuk minyak A, B dan C terlihat tidak berbeda secara signifikan.

Sedangkan perbandingan untuk gliserin dapat dikatakan bahwa viskositas gliserin dibandingkan dengan minyak A, B dan C jauh lebih tinggi. Hasil ini dapat diterima karena massa jenis cairan gliserin (ρc = 0,12 kg/m3) jauh lebih kental dibandingkan dengan minyak goreng yang memiliki massa jenis cairan (ρc =

Manual Gliserin digital Gliserin Manual C digital C digital A Manual A Manual B digital B 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

0 1 2 3 4 5 6

Vis k os it a s (po ise) Percobaan Manual Gliserin digital Gliserin Manual C digital C digital A Manual A Manual B digital B

0,0863 kg/m3). Selain itu, hasil ini juga menunjukkan alat yang dirancang dalam penelitian ini telah dapat bekerja dengan baik.

Jadi dapat dikatakan bahwa tingkat keakuratan alat ini cukup baik dalam pengukuran karena memiliki standar deviasi (STD) dibawah 1. Dengan mengambil nilai standar untuk minyak goreng η = 3,98x10-3 poise dan nilai standar untuk gliserin η = 1,55 poise yang dijadikan sebagai perbandingan dari data yang dihasilkan dari alat ini. Hasil perhitungan persen ralat minyak A, B, C dan gliserin menunjukkan nilai masing-masing sebesar 0,02%, 0,017%, 0,021% dan 0,17%. Selain itu, perbandingan hasil pengukuran viskositas dengan mikrokontroller (digital) untuk setiap sampel mendapati viskosimeter digital yang dirancang sesuai dengan hasil yang didapat secara konvensional. Hal ini memberi gambaran bahwa hasil viskosimeter dalam perancangan ini sesuai dengan apa yang dilakukan pada eksperimen.

Alat viskosimeter berbasis mikrokontroller yang digunakan mampu mengukur viskositas cairan dengan tepat, selain itu waktu lebih konsisten dan ralat lebih kecil dibandingkan dengan pengkuran secara konvensional.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Telah dilakukan rancang bangun viskosimeter berbasis mikrokontroller ATmega8535 dan viskosimeter ini dapat digunakan untuk mengukur viskositas minyak goreng dan gliserin.

2. Hasil pengukuran waktu bola jatuh dengan menggunakan viskosimeter berbasis mikrokontroller lebih akurat dan cepat jika dibandingkan dengan pengukuran menggunakan voskosimeter konvensional (manual ).

3. Viskositas masing-masing minyak dan gliserin yang diukur dengan viskosimeter berbasis mikrokontroller besarnya : Minyak A = 3,16 x10-3 poise, Minyak B = 3,30 x10-3 poise, Minyak C = 3,11 x10-3 poise , dan Gliserin = 1,28 poise

5.2. Saran

Adapun beberapa saran yang ingin disampaikan penulis untuk mengembangkan penelitian ini pada kesempatan penelitian berikutnya adalah:

1. Supaya mengetahuni nilai viskositas minyak yang lain, sebaiknya menggunakan beberapa sampel minyak lagi

2. Dilakukan penyempurnaan pada program visualisasi untuk melihat pengaruh variabel-variabel lain yang berhubungan dengan parameter viskositas

3. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan sistem dari alat ini akan dapat lebih baik lagi

DAFTAR PURTAKA

Budianto,Anwar.2008. Metode Penentuan Koefesien Zat Cair Dengan Menggunakan Regresi Linier Hukum Stokes. Yogyakarta

Butar Butar,R. 2011.Viskometer.USU Press.Medan

Giancoli, Douglas C.1998,”Fisika” Edisi Kelima. Jakarta. Penerbit Erlangga. Halaman.475-476

Munson, Bruce R dkk. 2003, ”Mekanika Fluida” . Edisi Keempat. Jilid 1. Jakarta. Penerbit Erlangga. Halaman.17-21

Muthmainnah. 2008. Pembuatan Counter Waktu pada Percobaan Viskositas Berbasis Mikrokontroller HRS8000.

Riantiningsih, Wahyu N. 2009, Pengamanan Rumah Berbasis Mikrokontroler ATMega8535 dengan sistem Imformasi dengan menggunakan PC.

Ridwan, 1999. Mekanika Fluida Dasar. Jakarta

Streeter, Victor L, dkk.1988,”Mekanika Fluida” Edisi Kedelapan. Jilid 1.Jakarta. Penerbit Erlangga. Halaman.3-5

Sugianto,2007,“Desain Rangkaian Elektronika dan Layout PCB dengan Protel 99 SE”. Jakarta. Penerbit PT Elex Media Komputindo. Halaman.160-161 Sutiah, K.S. Firdausi,W.S.Budi. 2008. Studi Kualitas Minyak Goreng Dengan

Parameter Viskositas Dan Indeks Bias. Berkala Fisika Vol 11(2), hal 53-58.

White, Frank M. 1986, ”Mekanika Fluida”. Edisi Kedua. Jilid 1. Jakarta. Penerbit Erlangga. Halaman. 36-38

Welty. 2004. Pengaruh Viskositas Air dan Temperatur Terhadap Kecepatan Tetesan Minyak. Diakses dari http://phucky.wordpress.com/, tanggal 04 juni 2012.

http://elib.unikom.ac.id, diakses tanggal 05 juni 2012 http://repository.usu.ac.id, diakses tanggal 05 juni 2012 http://oprekzone.com, diakses tanggal 05 juni 2012

http://id.wikipedia.org/wiki/Viskositas, Diakses tanggal 04 juni 2012

http://elektronika-dasar.com/komponen/sensor, diakses pada tanggal 10 juli 2012 http://www.nubielab.com/elektronika/sensor-cahaya, diakses pada tanggal 12 juli

2012

LAMPIRAN I

A.

Tampilan Alat

Gambar 1. Tampilan Sistem minimum dan LCD

Lampiran II Program

#include <mega8535.h>

// Alphanumeric LCD Module functions #asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm

#include <lcd.h> #include <math.h> #define RXB8 1 #define TXB8 0 #define UPE 2 #define OVR 3 #define FE 4 #define UDRE 5 #define RXC 7

#define FRAMING_ERROR (1<<FE) #define PARITY_ERROR (1<<UPE) #define DATA_OVERRUN (1<<OVR)

#define DATA_REGISTER_EMPTY (1<<UDRE) #define RX_COMPLETE (1<<RXC)

// USART Receiver buffer #define RX_BUFFER_SIZE 8 char rx_buffer[RX_BUFFER_SIZE]; #if RX_BUFFER_SIZE<256

unsigned char rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter; #else

unsigned int rx_wr_index,rx_rd_index,rx_counter; #endif

// This flag is set on USART Receiver buffer overflow bit rx_buffer_overflow;

// USART Receiver interrupt service routine interrupt [USART_RXC] void usart_rx_isr(void) {

char status,data; status=UCSRA; data=UDR;

if ((status & (FRAMING_ERROR | PARITY_ERROR | DATA_OVERRUN))==0)

{

rx_buffer[rx_wr_index]=data;

if (++rx_wr_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_wr_index=0; if (++rx_counter == RX_BUFFER_SIZE)

rx_counter=0; rx_buffer_overflow=1; }; }; } #ifndef _DEBUG_TERMINAL_IO_

// Get a character from the USART Receiver buffer #define _ALTERNATE_GETCHAR_ #pragma used+ char getchar(void) { char data; while (rx_counter==0); data=rx_buffer[rx_rd_index];

if (++rx_rd_index == RX_BUFFER_SIZE) rx_rd_index=0; #asm("cli") --rx_counter; #asm("sei") return data; } #pragma used- #endif #include <stdio.h> #include <delay.h>

#define ADC_VREF_TYPE 0x40

unsigned int read_adc(unsigned char adc_input) {

ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff); delay_us(10);

ADCSRA|=0x40;

while ((ADCSRA & 0x10)==0); ADCSRA|=0x10;

return ADCW; }

int data1, data2, data3, data4, data_lalu1, data_lalu2, selisih1, selisih2, i; int tselisih1, tselisih2, target1, target2, hitungan;

float rho_minyak, rho_bola, kec, viscositas, jari, jarak, waktu; unsigned char data[16];

void main(void) { PORTA=0x00; DDRA=0x00; PORTB=0x00; DDRB=0x00; PORTC=0x00; DDRC=0x00; PORTD=0x00; DDRD=0x00;

TCCR0=0x00; TCNT0=0x00; OCR0=0x00; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0x00; TCNT1H=0x00; TCNT1L=0x00; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00; ASSR=0x00; TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00; MCUCR=0x00; MCUCSR=0x00; TIMSK=0x00; UCSRA=0x00; UCSRB=0x98; UCSRC=0x86; UBRRH=0x00; UBRRL=0x47; ACSR=0x80; SFIOR=0x00;

ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff; ADCSRA=0xA7;

SFIOR&=0x0F;

// LCD module initialization lcd_init(16);

// Global enable interrupts #asm("sei") lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("My Project"); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Ready..."); delay_ms(1000); lcd_clear(); data3=read_adc(2); data4=read_adc(3); data_lalu1=data3; data_lalu2=data4; selisih1=0; selisih2=0;

tselisih2=0; jari=0.0077; rho_minyak=0.863; rho_bola=2547.935; jarak=0.4; while (1) {

// Place your code here for(i=1;i<=30;i++)

{

data3=read_adc(2); data4=read_adc(3); printf("c=%d ", data3); printf("d=%d\r\n", data4); selisih1=abs(data_lalu1-data3); tselisih1=tselisih1+selisih1; selisih2=abs(data_lalu2-data4); tselisih2=tselisih2+selisih2; data_lalu1=data3; data_lalu2=data4; target1=data3+20; target2=data4+20; } if (tselisih1>=100)

{printf("Perbaiki Sensor 3"); lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Perbaiki Sensor 3"); }

else

{printf("Sensor 3 OK"); lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("Sensor 3 OK"); }

if (tselisih2>=100)

{printf("Perbaiki Sensor 4"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Perbaiki Sensor 4"); }

else

{printf("Sensor 4 OK"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Sensor 4 OK"); }

delay_ms(1000); delay_ms(1000); lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("Sistem Ready.."); lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Tunggu Sinyal"); selisih1=1; while(selisih1==1) { data3=read_adc(2); data4=read_adc(3); printf("t=%d ",target1); printf("d=%d\r\n",data3);

if (data3 >= target1) {selisih1=2; hitungan=0;} } while(selisih1==2) { hitungan=hitungan+1; data3=read_adc(2); data4=read_adc(3);

printf("t1=%d ",target2); printf("d1=%d\r\n",data4);

if (data4 >= target2) {selisih1=3;} delay_us(2);

}

printf("Hitungan=%d\r\n",hitungan); waktu=hitungan/100;

kec=jarak/waktu;

viscositas = (2 *10* jari * jari * (rho_bola - rho_minyak)) / (9 * kec); viscositas=viscositas*15; viscositas=viscositas/10; lcd_clear(); sprintf(data,"Vis=%d Pascal",hitungan); lcd_gotoxy(0,0); lcd_puts(data); sprintf(data,"Vis=%0.02f Pascal",viscositas); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(data); for(i=1;i<=10;i++) { printf("a%0.02fb",viscositas); delay_ms(100); } viscositas=viscositas*10; sprintf(data,"Vis=%0.02f Poise",viscositas); lcd_gotoxy(0,1); lcd_puts(data); delay_ms(1000); delay_ms(1000);

delay_ms(1000); delay_ms(1000); delay_ms(1000); };

}

4.7 Program untuk Aplikasi Viskosimeter Digital pada Komputer Dim rho_benda, rho_minyak, kec, viscositas, jarak, waktu, r As Double Dim ch(1 To 4, 1 To 3) As Variant

Private Sub Command1_Click() On Error GoTo errr

MSComm1.CommPort = Combo1.Text MSComm1.PortOpen = True

MSComm1.DTREnable = True MSComm1.RTSEnable = True Timer1.Enabled = True

Timer2.Enabled = True MsgBox "Komunikasi OK" Command1.Enabled = False errr:

End Sub

Private Sub Form_Load() Dim a, b, c As Double Timer1.Enabled = False Timer2.Enabled = False Combo1.Text = "3" Combo1.AddItem "1", 0 Combo1.AddItem "2", 1 Combo1.AddItem "3", 2 Combo1.AddItem "4", 3 Combo1.AddItem "5", 4 Combo1.AddItem "6", 5 Combo1.AddItem "7", 6

Combo1.AddItem "8", 7 Combo1.AddItem "9", 8 Combo1.AddItem "10", 9 Combo1.AddItem "11", 10 Combo1.AddItem "12", 11 jarak = 0.4

End Sub

Private Sub Text2_Change()

Dim bole1, bole2, bole3, bole4 As Boolean Dim nilai, b, c As Double

If Text2.Text <> "" Then bole1 = Text2.Text Like "a*" bole2 = Text2.Text Like "*b" bole3 = Text2.Text Like "c*" bole4 = Text2.Text Like "*d"

If (bole1 = True) And (bole2 = True) Then c = Val(Right(Left(Text2.Text, 6), 5)) b = c / 2

a = 0

ch(1, 3) = "Slope" ch(2, 1) = " " & a ch(2, 3) = 0 ch(3, 1) = " " & b ch(3, 3) = 20 ch(4, 1) = " " & c ch(4, 3) = 40

MSChart1.ChartData = ch MSChart1.chartType = 3 waktu = c

kec = jarak / waktu

viscositas = (2 *g* r * r * (rho_benda - rho_minyak)) / (9 * kec) If viscositas > 2.2 Then

viscositas = viscositas / 1.23 'untuk minyak makan viscositas = Round(viscositas, 3)

End If End If

If (bole3 = True) And (bole4 = True) Then text1.Text = ""

viscositas = Round(viscositas, 3) If viscositas > 2.2 Then

text1.Text = "Viscositas = " & viscositas & " Poise" Else

text1.Text = "Viscositas = " & viscositas & " Poise" End If

End If

Text4.Text = Text4.Text & Text2.Text & vbCrLf End If

End Sub

Private Sub Timer1_Timer() Text2.Text = MSComm1.Input End Sub

Private Sub Timer2_Timer() Text3.Text = ""

r = Val(txt_db.Text) / 2 r = r / 100

r = Round(r, 5)

Text3.Text = Text3.Text & "Jari-jari = " & r & " meter " & vbCrLf rho_benda = (Val(txt_mb.Text) / ((4 / 3) * 3.14 * (r ^ 3)))

rho_benda = rho_benda / 1000 rho_benda = Round(rho_benda, 3)

Text3.Text = Text3.Text & "Rho_Bola = " & rho_benda & " Kg/m3" & vbCrLf rho_minyak = (Val(txt_mm.Text) / 100)

Text3.Text = Text3.Text & "Rho_minyak = " & rho_minyak & " Kg/m3" & vbCrLf

B. Tampilan Pada PC (Personal Computer) Gambar 1 . Minyak Goreng A

LAMPIRAN III

RANGKAIAN VISKOSIMETER DISITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT8535

Gambar 4.5 Percobaan Minyak Goreng B

Gambar 4.6 Percobaan Minyak Goreng C

Gambar 4.7 Percobaan gliserin

LAMPIRAN III

RANGKAIAN VISKOSIMETER DISITAL BERBASIS MIKROKONTROLLER AT8535