Alat Pengukur Kekentalan Cairan Pada Minyak Goreng Dengan Sensor Photodioda Berbasis Atmega8

DAFTAR PUSTAKA

Munson, Bruce. 2004. Mekanika Fluida Edisi Keempat Jilid 1. Penerbit: Erlangga Nasruddin. 2013. Fisika Dasar (Mekanik, Gelombang, Fluida, dan Panas).

Penerbit: USU Press

Srivastaya. 1987. Teknik Instrumentasi. Penerbit: Universitas Indonesia

http://elektronika-dasar.web.id/aplikasi-photo-dioda/

http://kundang.weblog.esaunggul.ac.id/2013/09/01/sensor-infra-merah-photodioda/

https://id.wikipedia.org/wiki/78xx

https://doethinebsscid.wordpress.com/line-follower-analog/

http://www.engineersgarage.com/electronic-components/16x2-lcd-module-datasheet

http://komponenelektronika.biz/rangkaian-buzzer.html https://id.wikipedia.org/wiki/Kondensator

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Blok Rangkaian

ATMEGA8

Suplay

Sensor 1

Display Sensor2

pb1

pb2

pb3

Fungsi Setiap Blok

Blok Suplay : Sebagai Sumber Tegangan Sensor 1 : Sebagai inputan mulai timer sensor 2 : Sebagai inputan Stop timer

Atmega8 : sebagai media pengkonversi waktu, dan menghitung ke rumus Viskositas kemudian di kirim ke display.

Blok display : Sebagai output tampilan instruksi dari sensor Blok pb1 : Sebagai inputan tombol

Blok pb2 : Sebagai inputan tombol Blok pb3 : Sebagai inputan tombol

3.2 Rangkian Regulator 7805 (penstabil tegangan)

Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supply tegangan ke seluruh rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian Regulator ini yaitu 5 volt, keluaran 5 volt.

Gambar 3.2 Rangkaian regulator

Adaptor yang di gunakan yaitu adaptopr 12 Volt, adaptor berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt DC. Regulator tegangan

5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masukannya. LED hanya sebagai indikator apabila PSA dinyalakan.

3.3 Rangkaian Mikrokontroller Atmega8

Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini :

Gambar 3.3 Rangkaian sistem minimum mikrokontroler ATMEGA8 Dari gambar 3.3, Rangkaian tersebut berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Komponen utama dari rangkaian ini adalah IC

Mikrokontroler Atmega8. Semua program diisikan pada memori dari IC ini sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki.

Pin 12 dan 13 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan dua buah kapasitor 30 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler Atmega8 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif rendah). Pulsa transisi dari tinggi ke rendah akan me-reset mikrokontroler ini.

Untuk men-download file heksadesimal ke mikrokontroler, Mosi, Miso, Sck, Reset, Vcc dan Gnd dari kaki mikrokontroler 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 mikrokontroler terletak pada kaki 6, 7, 8, 9, 10 dan 11. Apabila terjadi keterbalikan pemasangan jalur ke ISP Programmer, maka pemograman mikrokontroler tidak dapat dilakukan karena mikrokontroler tidak akan bisa merespon.

3.4 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)

Pada alat ini, display yang digunakan adalah LCD (Liquid Crystal Display) 16 x 2. Untuk blok ini tidak ada komponen tambahan karena mikrokontroler dapat memberi data langsung ke LCD, pada LCD Hitachi - M1632 sudah terdapat driver untuk mengubah data ASCII output mikrokontroler menjadi tampilan karakter. Pemasangan potensio sebesar 5 KΩ untuk mengatur kontras karakter yang tampil. Gambar 3.4 berikut merupakan gambar rangkaian LCD yang dihubungkan ke mikrokontroler.

Gambar 3.4 Rangkaian LCD

Dari gambar 3.4, rangkaian ini terhubung ke PB.0... PB.7, yang merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu sebagai Timer/Counter, komperator analog dan SPI mempunyai fungsi khusus sebagai pengiriman data secara serial. Sehingga nilai yang akan tampil pada LCD display akan dapat dikendalikan oleh Mikrokontroller Atmega8.

3.5 Rangkaian LDR

Pada saat intensitas cahaya yang diterima LDR besar maka tahanan LDR menjadi kecil, sedangkan jika intensitas cahaya yang diterima LDR kecil maka tahanan yang diterima LDR menjadi besar. LDR dihubungkan atau dicatu dengan sumber tegangan DC .

Gambar 3.5 Rangkaian LDR dengan system komparator

3.6 Rangkaian push button

Gambar 3.6 Gambar Rangkaian push button

Rangkaian push button di atas di hubungkan ke PORTB .4, PORTB .3, dan PORTB.1. jadi untuk mendeteksi adanya inputan PORT tersebut harus di beri logika high terlebih dahulu dan DDR di setting menjadi inputan atau diberi logika

3.7 Flowchart System

Start

Inisialisasi Port

Slesai waktu Mulai Sensor 1 = 1?

Sensor 2 = 1?

Waktu Stop Masuk Ke rumus

Tempil LCD

ya tidak

tidak

ya

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler Atmega8

Karena pemrograman menggunakan mode ISP (In System Programming) mikrokontroler harus dapat diprogram langsung pada papan rangkaian dan rangkaian mikrokontroler harus dapat dikenali oleh program downloader. Pada pengujian ini berhasil dilakukan dengan dikenalinya jenis mikrokontroler oleh program downloader yaitu Atmega8.

Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler

ATMega menggunakan kristal dengan frekuensi 8 MHz, apabila Chip Signature sudah dikenali dengan baik dan dalam waktu singkat, bisa dikatakan rangkaian mikrokontroler bekerja dengan baik dengan mode ISP-nya.

4.2 Rangkaian Regulator 7805 (Penstabil Tegangan)

Pengujian rangkaian regulator ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari output regulator 7805 menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak.

Gambar 4.2 Gambar tegangan output IC regulator 7805

4.3 Interfacing LCD 2x16

Bagian ini hanya terdiri dari sebuah LCD dot matriks 2 x 16 karakter yang berfungsi sebagai tampilan hasil pengukuran dan tampilan dari beberapa keterangan. LCD dihubungkan langsung ke Port D dari mikrokontroler yang berfungsi mengirimkan data hasil pengolahan untuk ditampilkan dalam bentuk alfabet dan numerik pada LCD.Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW: Jalur EN dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa anda sedang mengirimkan sebuah data. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program EN harus dibuat logika low “0” dan set ( high ) pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW. Jalur RW adalah jalur kontrol Read/

Write. Ketika RW berlogika low (0), maka informasi pada bus data akan dituliskan pada layar LCD. Ketika RW berlogika high ”1”, maka program akan melakukan pembacaan memori dari LCD. Sedangkan pada aplikasi umum pin RW selalu diberi logika low ( 0 )

Berdasarkan keterangan di atas maka kita sudah dapat membuat progam untuk menampilkan karaker pada display LCD. Adapun program yang diisikan ke mikrokontroller untuk menampilkan karakter pada display LCD adalah sebagai berikut:

#include <mega8535.h> #include <stdio.h> #include <delay.h>

#include <alcd.h> void main(void) {

PORTA=0xff; DDRA=0x0F; PORTB = 0X03; DDRB = 0X8F; PORTD.7 = 1; DDRD.7 = 0; lcd_init(16); lcd_gotoxy(0,0); lcd_putsf("tes LCD");

}

Program di atas akan menampilkan kata “tes LCD ” di baris pertama pada display LCD 2x16. Pada alat dalam penelitian ini, Saat keseluruhan rangkaian diaktifkan, maka pada LCD akan menampilkan status sensor dan emberitahuan apabila menerima sms .

4.4 Pengujian Rangkaian LDR

Pengujian rangkaian LDR ini dengan cara pengukuran setiap rangkaian LDR, dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian LDR, maka dapat diketahui tegangan pada saat gelap dan tegangan pada saat terang.

Cahaya ke sensor Vgelap ( Vout LDR)

Vterang (Vout LDR)

1 4,92 V 1,70 V

2 4,86 V 0,89 V

3 3,37 V 0,22 V

4 3.72 V 0,07 V

5 4,16 V 0,46 V

4.5 Pengujian Rangkaian Push Button

Pengujian pushbutton ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui pushbutton dapat digunakan atau tidak. Untuk pengujian rangkaian pushbutton ini yaitu menggunakan program sebagai berikut.

#include <mega8.h> #include <delay.h> void main(void) {

PORTB=0x00; // setting sebagai input push button DDRB=0xFF;

PORTD=0x00; // setting sebagai output LED DDRD=0xFF;

while (1) {

if (PINC.0 == 1) //jika pinc 0 ditekan maka {

PORTD=0xFF; //portd akan menyala terus }

if (PINC.1 == 1) //jika pinc 1 ditekan maka {

PORTD=0x00; //portd akan mati terus }

} }

4.6 Data Percobaan

a. Pengujian secara Praktek pada Kekentalan Minyak Goreng Percobaan

Praktek

Minyak Bimoli Minyak Curah Minyak Jelantah t (s) ὴ (poise) t (s) ὴ (poise) t (s) ὴ (poise)

I 0,29 9,74 0,29 9,74 0,23 7,71

II 0,28 9,49 0,30 9,91 0,25 8,26

III 0,29 9,61 0,29 9,83 0,23 7,58

Rata-rata 0,287 9,613 0,293 9,827 0,237 7,85

Tabel 4.2 Data Percobaan secara Praktek b. Pengujian secara Teori pada Kekentalan Minyak Goreng

ρ minyak goreng = 0,82 g/cm3 ρ bola = 4,48 g/cm3 r bola (jari-jari) = 0,81 cm s (jarak) = 0,16 m g (gaya gravitasi) = 10 m/s2

Minyak Bimoli

t1 = 0,29 s, v1 = s/t = 0,551 m/s ὴ1 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,551 m/s) = 1,312 . 3,66 . 2,02

= 9,69 poise

t2 = 0,28 s, v2 = s/t = 0,571 m/s ὴ2 = 2.r2(ρ bola –ρ m_{inyak) g/9v}

= 2.( 0,81 cm)2 _{(4,48 g/cm}3 _{- 0,82 g/cm}3_{) (10 m/s}2_{)/(9. 0,571 m/s)}

= 1,312 . 3,66 . 1,945 = 9,34 poise

t3 = 0,29 s, v3 = s/t = 0,551 m/s ὴ3 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 _{(4,48 g/cm}3 _{- 0,82 g/cm}3_{) (10 m/s}2_{)/(9. 0,551 m/s)}

= 1,312 . 3,66 . 2,02 = 9,69 poise

Minyak Curah

t1 = 0,29 s, v1 = s/t = 0,551 m/s ὴ1 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,551 m/s) = 1,312 . 3,66 . 2,02

= 9,69 poise

t2 = 0,30 s, v2 = s/t = 0,533 m/s ὴ2 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,533 m/s) = 1,312 . 3,66 . 2,08

= 10,01 poise

t3 = 0,29 s, v3 = s/t = 0,551 m/s ὴ3 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/_9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,551 m/s) = 1,312 . 3,66 . 2,02

= 9,69 poise Minyak Jelantah

t1 = 0,23 s, v1 = s/t = 0,695 m/s ὴ1 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,695 m/s) = 1,312 . 3,66 . 1,60

= 7,71 poise

t2 = 0,25 s, v2 = s/t = 0,64 m/s ὴ2 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,64 m/s) = 1,312 . 3,66 . 1,73

= 8,33 poise

t3 = 0,23 s, v3 = s/t = 0,695 m/s ὴ3 = 2.r2(ρ bola –ρ minyak) g/9v

= 2.( 0,81 cm)2 (4,48 g/cm3 - 0,82 g/cm3) (10 m/s2)/(9. 0,695 m/s) = 1,312 . 3,66 . 1,60

= 7,68 poise

Percobaan Minyak Bimoli Minyak Curah Minyak Jelantah Teori t (s) ὴ (poise) t (s) ὴ (poise) t (s) ὴ (poise)

I 0,29 9,69 0,29 9,69 0,23 7,71

II 0,28 9,34 0,30 10,01 0,25 8,33

III 0,29 9,69 0,29 9,69 0,23 7,68

Rata-rata 0,287 9,573 0,293 9,797 0,237 7,906

c. Ralat / %E pada Pengujian Kekentalan Minyak Goreng Minyak Bimoli

%E = (ὴteori - ὴpraktek) / ὴteori x 100%

= (9,573 – 9,613) poise / 9,573 poise x 100% = 0,4%

Minyak Curah

%E = (ὴteori - ὴpraktek) / ὴteori x 100%

= (9,797 – 9,827) poise / 9,797 poise x 100% = 0,3%

Minyak Jelantah

%E = (ὴteori - ὴpraktek) / ὴteori x 100%

= (7,906 – 7,85) poise / 7,906 poise x 100% = 0,7%

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Alat pengukur kekentalan cairan yang digunakan menggunakan LCD 2x16 yang menampilkan 16 karakter pada 2 kolom yang disediakan, pada LCD akan ditampilkan waktu dan nilai kekentalan yang dihasilkan pada cairan yang diuji. 2. Sensor photodioda pada alat pengukur kekentalan cairan ini digunakan untuk mendeteksi dan berfungsi untuk mengukur nilai dari cairan yang diukur. Sensor photodioda juga peka terhadap cahaya, karena kepekaannya maka disebut juga sebagai sensor cahaya/LDR.

3. Pusat pengendali dan pengolahan data pada alat pengukur kekentalan cairan ini adalah mikrokontroller ATmega8. Mikrokontroller ini digunakan sebagai pengontrol utama sistem elektronika karena terdapat unit pemroses.

4. Pada data yang dihasilkan alat pengukur kekentalan cairan ini mendapatkan ralat/%E pada minyak bimoli sebesar 0,4%, pada minyak curah sebesar 0,3%, dan pada minyak jelantah/bekas pakai sebesar 0,7%.

5.2 Saran

Dalam melakukan perancangan alat pada pengukur kekentalan cairan ini, diharapkan lebih berhati-hati pada cairan yang digunakan agar nilai yang didapat sesuai dengan perhitungan manual yang dilakukan. Alat pengukur kekentalan cairan ini juga sebaiknya dapat menggunakan cairan yang berbeda-beda namun dalam keterbatasan alat, penulis menggunakan satu jenis cairan.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengukuran Kekentalan (Viskositas)

Kekentalan (viskositas) merupakan karakteristik yang kadang-kadang dinamakan pula sebagai geseran fluida. Karena itu kekentalan dapat diukur dengan mengukur geseran atau gaya geserannya (shear force). Salah satu metode ini adalah metode Viscograf.

Pengukuran kekentalan dapat pula dilakukan lewat pengukuran beda tekanan lewat bejana licin yang dialiri fluida. penghambatnya adalah tabung logam dengan dinding licin. Tekanan diukur lewat sadapan di kedua ujung tabung. Laju ukuran dan densitas dan percepatan gravitasi dijaga tetap.

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 bagaimana fluida berperilaku karena dua fluida (misalnya air dan minyak) yang memiliki nilai kerapatan hampir sama memiliki perilaku yang berbeda ketika mengalir. Tampaknya ada sifat tambahan yang diperlukan untuk menggambarkan “fluiditas” dari fluida.

Kekentalan yang sering disebut sebagai viskositas dalam satuan poise dapat dianggap sebagai gesekan antar bagian dalam suatu fluida. Viskositas untuk semua fluida sangat dipengaruhi oleh temperatur, jika temperatur naik, kekentalan gas ternyata bertambah sedangkan kekentalan cairan berkurang.

Kecepatan fluida kental yang mengalir melalui pipa tidak sama di seluruh penampang lintangnya. Lapisan paling luar yang melekat pada dinding pipa

mempunyai kecepatannya nol dan berangsur-angsur ke tengah semakin besar sehingga kecepatan paling besar berada di tengah penampang, seperti gambar 2.1.

Gambar 2.1 Distribusi kecepatan aliran fluida kental

Jika ada gerak antara fluida (cairan atau gas) dengan benda lain, selalu terjadi gaya yang melawan gerak tersebut yang disebut gaya kekentalan. Bila sebuah benda berbentuk bola, bergerak dengan kecepatan rendah di dalam suatu medium (cairan atau gas), maka besar gaya kekentalan adalah:

Fv = -6 ᴨὴr v……….(2.1)

dengan:

Fv = gaya gesekan yang melawan gerakan (dyne) ὴ = koefisien kekentalan (poise)

r = jari-jari bola (cm)

v = kecepatan bola relatif terhadap medium (cm/s)

Tanda minus(-) pada persamaan 2.1 menunjukkan arah Fv berlawanan dengan arah v. Persamaan tersebut dikenal dengan hukum Stokes. Adapun syarat-syarat pemakaian hukum Stokes adalah:

a. Ruangan atau medium tidak terbatas (ukurannya cukup besar)

b. Tidak ada turbulensi (penggelinciran) pada medium, praktisnya kecepatan v tidak besar.

2.2 Komponen Penyusun Rangkaian 2.2.1 Sensor Photodioda

Sensor adalah alat yang dapat digunakan untuk mendeteksi dan sering berfungsi untuk mengukur magnitude sesuatu. Sensor merupakan jenis transduser yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik.

Photodioda merupakan suatu komponen aktif yang peka terhadap cahaya. Photodioda juga sering disebut sebagai sensor cahaya karena kepekaannya terhadap cahaya. Photodioda memiliki bentuk yang sama persis dengan LED tetapi jika dilihat lebih detail dari bagian atas maka pada photodioda akan terdapat sebuah kotak kecil berwarna hitam dan terdapat seperti kawat tembaga kearah tengah. Selain itu photodioda tidak memancarkan cahaya seperti LED.

Jika terkena cahaya, hambatan antara katoda dan anoda pada photodioda sangat kecil hampir seperti hubung singkat tetapi jika tidak terkena cahaya hambatanya sangat besar. Respon yang dimiliki photodioda dari gelap menuju terang dan terang menuju gelap sangat cepat dan cocok untuk frequensi tinggi sehingga. Bentuk dan simbol photodioda dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Jika mencermati simbol photodioda akan sedikit berbeda dengan simbol LED walaupun sama-sama menggunakan simbol dioda ditambah panah, arah panah pada photodioda mengarah kedalam. Arah panah ini menandakan bahwa photodioda menyerap cahaya untuk mengatur sambungan antara katoda dan anoda. Cara menentukan kaki anoda (positif) dan kaki katoda (negatif) adalah dengan melihat panjang kakinya, kaki anoda lebih panjang daripada kaki katoda.

Dalam penggunaannya sebagai sensor cahaya, photodioda dipasang dalam keadaan reverse (terbalik). Photodioda adalah sensor cahaya yang termasuk kategori sensor cahaya photo conductive yaitu sensor cahaya yang akan mengubah perubahan intensitas cahaya yang diterima menjadi perubahan konduktansi pada terminal sensor tersebut. Photodioda merupakan sensor cahaya yang akan mengalirkan arus listrik satu arah saja dimana akan mengalirkan arus listrik dari kaki anoda ke kaki katoda pada saat menerima intensitas cahaya. 2.2.2 Infra Merah

Penggunaan infra merah sebagai media transmisi data mulai diaplikasikan pada berbagai peralatan seperti televisi, handphone sampai pada transfer data pada PC. Media infra merah ini dapat digunakan baik untuk kontrol aplikasi lain maupun transmisi data. Pada handphone dan PC, media infra merah ini digunakan untuk mentransfer data tetapi dengan suatu standar/protokol tersendiri.

Cahaya infra merah merupakan cahaya yang tidak tampak. Jika dilihat dengan spektroskop cahaya maka radiasi cahaya infra merah akan nampak pada spektrum elektromagnet dengan panjang gelombang di atas panjang gelombang cahaya merah. Dengan panjang gelombang ini maka cahaya infra merah ini akan

tidak tampak oleh mata namun radiasi panas yang ditimbulkannya masih terasa/dideteksi.

Pada dasarnya komponen yang menghasilkan panas juga menghasilkan radiasi infra merah, termasuk tubuh manusia maupun tubuh hewan. Cahaya infra merah mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang tetapi tidak dapat menembus bahan-bahan yang tidak dapat melewatkan cahaya yang nampak, sehingga cahaya infra merah tetap mempunyai karakteristik seperti halnya cahaya yang nampak oleh mata.

Dalam penerimaan infra merah, sinyal ini merupakan sinyal infra merah yang termodulasi. Pemodulasian sinyal data dengan frekuensi tertentu akan dapat memperjauh trasnmisi data sinyal infra.

2.2.3 Buzzer

Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah getaran listrik menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir sama dengan loudspeaker, buzzer juga terdiri dari kumparan yang

terpasang pada diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet, kumparan tadi akan tertarik ke dalam dan keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas magnetnya, karena kumparan dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).

Gambar 2.3 Simbol Buzzer 2.2.4 Kapasitor

Kapasitor atau disebut kondensator adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik. Kapasitor memiliki satuan yang disebut Farad dari nama Michael Faraday. Jenis kapasitor ada 2, yaitu:

a. Kapasitor diidentikkan mempunyai dua kaki dan dua kutub yaitu positif dan negatif serta memiliki cairan elektrolit dan biasanya berbentuk tabung.

Lambang kapasitor (mempunyai kutub) pada skema elektronika.

b. Jenis yang satunya lagi kebanyakan nilai kapasitasnya lebih rendah, tidak mempunyai kutub positif atau negatif pada kakinya, kebanyakan berbentuk bulat pipih berwarna coklat, merah, hijau dan lainnya seperti tablet atau kancing baju.

2.2.5 Mikrokontroller ATmega8

Mikrokontroller adalah sebuah system microprocessor dimana didalamnya sudah terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock dan peralatan internal lainnya yang sudah saling terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga kita tinggal memprogram isi ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya.

Teknologi yang digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC (Complex Instruction Set Computer).

Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga AT89RFxx.Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.

2.2.5.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR

Mikrokontroler adalah suatu chip yang dapat digunakan sebagai pengontrol utama sistem elektronika, misalnya sistem pengukur suhu digital, sistem keamanan rumah dan lain sebagainya. Hal ini dikarenakan di dalam chip tersebut sudah ada unit pemroses, memori ROM (Read Only Memori), RAM (Random Access Memory), Input-Output, dan fasilitas pendukung lainnya. Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, di mana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-16-bit word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock.

Hal ini terjadi karena kedua jenis mikrokontroler tersebut memiliki arsitektur yang berbeda. AVR berteknologi RISC (Reduced Instruksi Set Computing), sehingga eksekusi instruksi dapat berlangsung sangat cepat dan efisien. Sedangkan seri MCS51 berteknoli CISC (Complex Instruktion Set Computing). Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bias dikatakan hampir sama.

Mikrokontroler AVR sudah menggunakan konsep arsitektur Harvard yang memisahkan memori dan bus untuk data dan program, serta sudah menerapkan single level pipelining.

Berikut adalah feature-feature mikrokontroller seri ATmega8. 1. Memori Flash 8 Kbytes dalam programmable flash

2. Memori EEPROM 512 bytes untuk data yang dapat diprogram saat operasi 3. Memori SRAM 1 bytes untuk data

4. Dua buah Timer / Counter18 bit dengan kemampuan pembandingan 5.Watchdog Timerdengan osilator internal

6. 6 channel ADC, Empat Saluran 10-bit Akurasi dan Dua Saluran 8-bit Akurasi 7. Lima Mode Sleep: Idle, ADC Noise Reduction, Power-save, Power-down, dan

Siaga

8. Antar muka komparator analog

9. Saluran I/O sebanyak 23 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 10. Unit interupsi internal dan eksternal

11. Programmable Serial USART 12. Master / Slave SPI Serial Interface

13. Power-on reset dan Deteksi Programmable Brown-out 14. Internal dikalibrasi RC Oscillator

2.2.5.2 Penjelasan Fungsi PIN Mikrokontroller AVR

IC mikrokontroler dikemas (packaging) dalam bentuk yang berbeda. Namun pada dasarnya fungsi kaki yang ada pada IC memiliki persamaan. Gambar salah satu bentuk IC seri mikrokontroler AVR Atmega 8 dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Gambar 2.5 Pin Atmega8 Berikut adalah penjelasan fungsi tiap kaki :

1) PORT B

Port B dapat memberi arus 20mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register Port B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port b digunakan. Bit-bit DDRB diisi 0 jika inginmemfungsikan pin-pin Port B bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin Port B juga memiliki fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel konfigurasi pin Port B ATmega 8 berikut:

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port B ATmega8 2) PORT C

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit-bit DDRC diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga fungsi alternatif sebagai oscillator untuk timer/counter 2. 3) PORT D

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat member arus 20mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit-bit DDRD diisi 0 jika ingin memfungsikan pin-pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output.

Selain itu, pin-pin port D juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel konfigurasi pin Port D ATmega8 berikut:

Tabel 2.2 Konfigurasi Pin Port D ATmega8 4) RESET

RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 siklus maka system akan di-reset.

5) XTAL1

XTAL1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.

6) XTAL2

XTAL2 adalah output dari inverting oscillator amplifier. 7) Avcc

Avcc adalah kaki masukan tegangan bagi A/D Converter. Kaki ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui lowpass filter.

AREF adalah kaki masukan referensi bagi A/D Converter. Untuk operasionalisasi ADC, suatu level tegangan antara AGND dan Avcc harus dibeikan ke kaki ini. 9) AGND

AGND adalah kaki untuk analog ground. Hubungkan kaki ini ke GND, kecuali jika board memiliki anlaog ground yang terpisah.

2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display)

LCD merupakan salah satu perangkat penampil yang banyak digunakan. Penampil LCD menggantikan fungsi dari penampil CRT (Cathode Ray Tube), yang sudah berpuluh-puluh tahun digunakan manusia sebagai penampil gambar/text baik monokrom (hitam dan putih), maupun yang berwarna. Teknologi LCD memberikan keuntungan dibandingkan dengan teknologi CRT (Cathode Ray Tube), karena pada dasarnya, CRT (Cathode Ray Tube) adalah tabung triode yang digunakan sebelum transistor ditemukan.

Beberapa keuntungan LCD dibandingkan dengan CRT (Cathode Ray Tube) adalah konsumsi daya yang relative kecil, lebih ringan, tampilan yang lebih bagus, dan ketika berlama-lama di depan monitor, monitor CRT (Cathode Ray Tube) lebih cepat memberikan kejenuhan pada mata dibandingkan dengan LCD.

LCD memanfaatkan silicon atau gallium dalam bentuk Kristal cair sebagai pemendar cahaya. Pada layar LCD, setiap matrik adalah susunan dua dimensi piksel yang dibagi dalam baris dan kolom. Dengan demikian, setiap pertemuan baris dan kolom adalah sebuah LED terdapat sebuah bidang latar (backplane), yang merupakan lempengan kaca bagian belakang dengan sisi dalam yang

ditutupi oleh lapisan elektroda trasparan. Dalam keadaan normal, cairan yang digunakan memiliki warna cerah.

Gambar 2.6 LCD 2x16

Daerah-daerah tertentu pada cairan akan berubah warnanya menjadi hitam ketika tegangan diterapkan antara bidang latar dan pola elektroda yang terdapat pad sisi dalam lempeng kaca bagian depan. Keunggulan LCD adalah hanya menarik arus yang kecil (beberapa microampere), sehingga alat atau sistem menjadi portable karena dapat menggunakan catu daya yang kecil.

Keunggulan lainnya adalah tampilan yang diperlihatkan dapat dibaca dengan mudah di bawah terang sinar matahari. Di bawah sinar cahaya yang remang-remang dalam kondisi gelap, sebuah lampu (berupa LED) harus dipasang dibelakang layar tampilan. LCD yang digunakan adalah jenis LCD yang menampilkan data dengan 2 baris tampilan pada display. Keuntungan dari LCD ini adalah mudah dihubungkan dengan port I/O karena hanya mengunakan 8 bit data dan 3 bit control, ukuran modul yang proporsional, daya yang digunakan relative sangat kecil.

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin LCD

PIN Keterangan Konfigurasi Hubung

1 GND Ground

2 VCC Tegangan +5V DC

3 VEE Ground

4 RS Kendali RS

5 RW Ground

6 E Kendali E/Enable

7 D0 Bit 0

8 D1 Bit 1

9 D2 Bit 2

10 D3 Bit 3

11 D4 Bit 4

12 D5 Bit 5

13 D6 Bit 6

14 D7 Bit 7

15 A Anoda (+5V DC)

16 K Katoda (Ground)

Operasi dasar pada LCD terdiri dari empat, yaitu instruksi mengakses proses internal, instruksi menulis data, instruksi membaca kondisi sibuk, dan instruksi membaca data. ROM pembangkit sebanyak 192 tipe karakter, tiap karakter dengan huruf 5x7 dot matrik. Kapasitas pembangkit RAM 8 tipe karakter (membaca program), maksimum pembacaan 80x8 bit tampilan data. Perintah utama LCD adalah Display Clear, Cursor Home, Display ON/OFF, Display Character Blink, Cursor Shift, dan Display Shift.

Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD

Lapisan film yang berisis kristal cair diletakkan di antara dua lempeng kaca yang telah ditanami elektroda logam transparan. Saat tegangan dicatukan pada beberapa pasang elektroda, molekul – molekul kristal cair akan menyusun diri agar cahaya yang mengenainya akan dipantulkan atau diserap. Dari hasil pemantulan atau penyerapan cahaya tersebut akan terbentuk pola huruf, angka, atau gambar sesuai bagian yang di aktifkan.

LCD membutuhkan tegangan dan daya yang kecil sehingga sangat popular untuk aplikasi pada kalkulator, arloji digital, dan instrument elektronika lain seperti Global Positioning System (GPS), baragraph display dan multimeter digital. LCD umumnya dikemas dalam bentuk Dual In Line Package (DIP) dan

mempunyai kemampuan untuk menampilkan beberapa kolom dan baris dalam satu panel. Untuk membentuk pola, baik karakter maupun gambar pada kolom dan baris secara bersamaan digunakan metode Screening.

Metode screening adalah mengaktifkan daerah perpotongan suatu kolo dan suatu baris secara bergantian dan cepat sehingga seolah-olah aktif semua. Penggunaan metode ini dimaksudkan untuk menghemat jalur yang digunakan untuk mengaktifkan panel LCD. Saat ini telah dikembangkan berbagai jenis LCD, mulai jenis LCD biasa, Passive Matrix LCD (PMLCD), hingga Thin-Film Transistor Active Matrix (TFT-AMLCD).

2.2.7 Regulator 7805

Gambar 2.8 LM7805

Sirkuit terpadu seri 78xx adalah sebuah keluarga sirkuit terpadu regulator tegangan bernilai tetap. 78xx adalah pilihan utama bagi banyak sirkuit elektronika yang memerlukan catu daya teregulasi karena mudah digunakan dan harganya relatif murah. Untuk spesifikasi IC individual, xx digantikan dengan angka dua digit yang mengindikasikan tegangan keluaran yang didesain, contohnya 7805 mempunyai keluaran 5 volt dan 7812 keluaran 12 volt. 78xx adalah regulator

tegangan positif, yaitu regulator yang didesain untuk memberikan tegangan keluaran yang relatif positif terhadap ground bersama.

IC 78xx mempunyai tiga terminal dan sering ditemui dengan kemasan TO220, walaupun begitu, kemasan pasang-permukaan D2PAK dan kemasan logam TO3 juga tersedia. Peranti ini biasanya mendukung tegangan masukan dari 3 volt di atas tegangan keluaran hingga kira-kira 36 volt, dan biasanya mempu pemberi arus listrik hingga 1.5 Ampere (kemasan yang lebih kecil atau lebih besar mungkin memberikan arus yang lebih kecil atau lebih besar).

Seri 78xx memiliki beberapa keunggulan dibandingkan regulator tegangan lainnya:

*Seri 78xx tidak memerlukan komponen tambahan untuk meregulasi tegangan, membuatnya mudah digunakan, ekonomis dan hemat ruang. Regulator tegangan lainnya mungkin memerlukan komponen tambahan untuk membantu peregulasian tegangan. Bahkan untuk regulator bersakelar, selain membutuhkan banyak komponen, juga membutuhkan perencanaan yang rumit.

*Seri 78xx memiliki rangkaian pengaman terhadap pembebanan lebih, panas tinggi dan hubungsingkat, membuatnya hampir tak dapat dirusak. Dalam keadaan tertentu, kemampuan pembatasan arus peranti 78xx tidak hanya melindunginya sendiri, tetapi juga melindungi rangkaian yang ditopangnya.

Seri 78xx memiliki beberapa kekurangan yang mungkin membuatnya kurang diinginkan untuk penggunaan tertentu:

*Tegangan masukan harus lebih tinggi dari tegangan keluaran (biasanya 2-3 volt). Ini membuatnya tidak tepat digunakan untuk penggunaan tegangan rendah,

misalnya regulasi 5 volt dari sumber baterai 6 volt tidak akan bekerja dengan 7805.

*Sebagaimana regulator linier lainnya, arus masukan sama dengan arus keluaran. Karena tegangan masukan lebih tinggi daripada tegangan keluaran, berarti ada daya yang diboroskan sebagai bahang. Sehingga untuk keperluan daya tinggi, diperlukan benaman bahang.

Ada beberapa konfigurasi umum dari IC 78xx, yaitu versi 7805 (5 volt), 7806 (6 volt), 7808 (8 volt), 7809 (9 volt), 7810 (10 volt), 7812 (12 volt), 7815 (15 volt), 7818 (18 volt), dan 7824 (24 volt). Beberapa produsen juga memproduksi varian yang kurang umum seperti konfigurasi daya rendah seri LM78Mxx (500mA) dan seri LM78Lxx (100mA) dari National Semiconductor.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi mendorong manusia untuk menciptakan berbagai jenis teknologi yang digunakan manusia untuk dapat mempermudah dalam melakukan pekerjaan.

Salah satu teknologi yang berkembang saat ini adalah teknologi dibidang fisika seperti mengukur kekentalan berbagai jenis cairan. Pengukuran yang digunakan saat ini masih tergantung dengan sensor yang digunakan untuk mendapatkan tingkat kebenaran dari kekentalan cairan yang diukur.

Dengan pengukuran yang demikian masih memiliki kelemahan yaitu tidak dapat dilakukan secara terus menerus dengan cairan yang berbeda-beda karena adanya faktor kelemahan dari alat itu sendiri, seperti adanya kelemahan dari masing-masing komponen yang dipakai.

Salah satu syarat yang perlu dipenuhi suatu alat pengukur kekentalan cairan adalah terpeliharanya tingkat akurasi atau tingkat ketelitian pada alat tersebut. Namun dikarenakan rendahnya spesifikasi sensor yang digunakan pada alat tersebut, hal ini pasti akan berpengaruh terhadap hasil atau data pengukuran yang dihasilkan.

Karena hal itulah penulis ingin membuat ataupun merancang suatu alat ukur pengukur kekentalan cairan yang aplikasinya mengacu kepada sampel minyak goreng, dengan mengmenggunakan mikrokontroler Atmega8 sebagai pusat pengendali dan pengolahan data dari sensor, Photodioda sebagai sensor

kekentalan cairan yang digunakan, dan LCD 2 X 16 sebagai display penampil hasil pengukurannya.

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan

Maksud dari penulisan tugas akhir ini antara lain guna mempermudah dalam mengukur kekentalan cairan pada minyak goreng yang lebih akurat, sehingga dapat diaplikasikan di dalam segala aspek pengukuran.

Tujuan dari projek ini adalah merancang dan membuat suatu instrumentasi untuk: 1. Mengetahui kekentalan cairan pada minyak goreng yang diukur.

2. Mengetahui sistem kerja alat pengukur kekentalan cairan.

3. Memenuhi syarat dalam menyelesaikan pendidikan di program studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU.

1.3 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang tersebut maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Bagaimana merancang dan membuat suatu alat pengukur kekentalan cairan

2. Bagaimana sistem kerja sensor photodioda sebagai sensor pengukur kekentalan cairan

3. Pemanfaatan ATMega8 sebagai pusat pengendali alat ukur

1.4 Batasan Masalah

Mengingat pembahasan dalam perancangan alat yang dibuat dapat meluas maka tulisan ini mempunyai batasan masalah sebagai berikut :

1. Alat pengukur kekentalan cairan dari sistem ini mengunakan LCD 2 x 16. 2. Alat pengukur kekentalan cairan dari sistem ini yang dipakai adalah

sensor photodioda, karena dapat berfungsi untuk mengukur dan mendeteksi kekentalan cairan.

3. Alat pengukur kekentalan cairan ini mengunakan pusat pengendali dan pengolahan data yaitu mikrokontroller Atmega8

1.5 Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Metode pustaka

Mencari data - data yang berkaitan dengan alat yang akan dibuat, dari literatur, jurnal elektronika dan situs-situs internet untuk mempelajari karakterisitik sensor photodioda termasuk cara pemrograman dengan menggunakan mikrokontroller atmega8.

b. Metode perencanaan dan pembuatan alat

Untuk membuat alat ini dilakukan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Mencoba alat atau rangkaian sesuai dengan data-data yang telah

diperoleh dan sesuai spesifikasi alat yang diinginkan

2. Melaksanakan perencanaan tiap-tiap blok diagram kemudian digabungkan sehingga menjadi satu sistem.

c. Mempersiapkan komponen yang diperlukan antara lain sebagai berikut: 1. Photodioda sebagai sensor yang akan bekerja mendeteksi

kekentalan cairan pada minyak goreng

2. Atmega8 sebagai pusat pengendali alat dan memproses data

3. IC Regulator 7805 sebagai penguat dan pengatur tegangan yang akan masuk sebesar 5V

4. LCD 2 x 16 sebagai display/penampil hasil kekentalan cairan yang telah di deteksi pada sampel minyak goreng.

d. Pembuatan alat

Perakitan tiap-tiap blok dan penggabungan tiap-tiap blok menjadi satu sistem.

e. Pengujian alat

Pengujian alat dilakukan untuk mengetahui apakah sistem yang dibuat telah bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan pada tiap-tiap blok, kemudian dilakukan pengujian sistem secara keseluruhan.

f. Kalibrasi alat dengan membandingkan hasil pengukuran dengan alat ukur standar melalui beberapa tahap.

g. Konsultasi dengan dosen pembimbing serta mencari sumber informasi yang berhubungan dengan pembuatan projek.

1.6 Tinjauan Pustaka

Studi pustaka dimaksudkan untuk mendapatkan landasan teori, data-data atau informasi sebagai bahan acuan dalam melakukan perencanaan, percobaan, pembuatan dan penyusunan tugas akhir.

1.7 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: BAB 1 : PENDAHULUAN

Bab ini akan membahas latar belakang tugas akhir, maksud dan tujuan penulisan, rumusan masalah, batasan masalah, metodologi penelitian, tinjauan pustaka, dan sistematika penulisan.

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA

Berisi penjelasan dasar teori mengenai konsep yang digunakan dalam pembuatan sistem pengukuran kekentalan cairan pada minyak goreng.

BAB 3 : METODE PENELITIAN

Akan dibahas secara detail tentang perancangan konstruksi alat, sistem program untuk mengolah data dari masukan sensor,dan penampilan ke LCD.

BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan tentang pengujian terhadap setiap komponen dan pengujian keseluruhan

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisikan kesimpulan dari pembuatan alat pada tugas akhir ini dan saran yang dapat membantu dalam pengembangan alat ukur ini kedepannya.

ALAT PENGUKUR KEKENTALAN CAIRAN PADA MINYAK GORENG DENGAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS ATMEGA8

ABSTRAK

Alat pengukur kekentalan cairan ini menggunakan Sensor Photodioda. Sensor Photodioda ini digunakan sebagai pendeteksi kekentalan cairan pada minyak goreng dengan menggunakan inframerah. Pengendali utama pada alat ini menggunakan ATmega8. Alat ini digunakan untuk mengukur kekentalan cairan pada minyak goreng dan untuk membandingkan alat ukur uji dengan datasheet berbasis ATmega dan ditampilkan pada LCD 2x16 yang telah dirancang dan direalisasikan menggunakan Sensor Photodioda sebagai masukan dan LCD sebagai keluaran. Komponen lainnya yang mendukung alat pengukur jarak ini adalah adanya IC Regulator 7805 sebagai penstabil tegangan yang akan dikeluarkan, PSA (Power Supply Adaptor) yang digunakan adalah Baterai 9 Volt sebagai penyedia tegangan.

FLUID VISCOSITY MEASURING INSTRUMENTS IN THE COOKING OIL BASED PHOTODIODE SENSOR ATMEGA8

ABSTRACT

This fluid viscosity measuring devices using Photodiode Sensor. Photodiode sensor is used as a detector of fluid viscosity on cooking oil using infrared. The main controller of this tool using ATmega8 . This tool is used to measure the viscosity of fluids in oil and to compare the test measuring instrument with a datasheet based ATmega and displayed on 2x16 LCD that has been designed and realized using Photodiode Sensor as input and LCD as output . Other components that support a range finder is the Regulator IC 7805 as a voltage stabilizer to be issued , PSA ( Power Supply Adaptor ) used is a 9 Volt battery voltage as a provider .

TUGAS AKHIR

FRANSISKA JUNIATI BARINGBING 132411006

PROGRAM STUDI D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh Ahli Madya

FRANSISKA JUNIATI BARINGBING 132411006

PROGRAM STUDI D-III METROLOGI DAN INSTRUMENTASI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

PERSETUJUAN

Judul : Alat Pengukur Kekentalan Cairan Pada Minyak Goreng Dengan Sensor Photodioda Berbasis Atmega8

Kategori : Tugas Akhir

Nama : Fransiska Juniati Baringbing NIM : 132411006

Program Studi : D-III Metrologi dan Instrumentasi Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU

Diluluskan di Medan, Juli 2016

Komisi Pembimbing: Diketahui/disetujui oleh

Ketua Prodi D-III Metrologi dan Instrumentasi Pembimbing FMIPA USU

Dr. Diana A. Barus, M.Sc Dr. Kerista Sebayang, MS NIP. 19660729 199203 2 002 NIP.19580623 198601 1 001

PERNYATAAN

ALAT PENGUKUR KEKENTALAN CAIRAN PADA MINYAK GORENG DENGAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS ATMEGA8

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2016

Fransiska Juniati Baringbing 132411006

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan limpah karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini dengan judul Alat Pengukur Kekentalan Cairan pada Minyak Goreng dengan Sensor Photodioda Berbasis ATmega8.

Terimakasih penulis sampaikan kepada Dr. Kerista Sebayang, MS selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya selama penyusunan tugas akhir ini. Terimakasih kepada Dr. Diana A. Barus, M.Sc selaku Ketua Program Studi D-III Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU, Dekan dan Pembantu Dekan FMIPA USU, seluruh Staff dan Dosen Metrologi dan Instrumentasi FMIPA USU, pegawai FMIPA USU dan rekan-rekan kuliah. Akhirnya tidak terlupakan kepada Bapak, Ibu dan keluarga yang selama ini memberikan bantuan dan dorongan yang diperlukan. Semoga Tuhan Yang Maha Esa akan membalasnya.

ALAT PENGUKUR KEKENTALAN CAIRAN PADA MINYAK GORENG DENGAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS ATMEGA8

ABSTRAK

Alat pengukur kekentalan cairan ini menggunakan Sensor Photodioda. Sensor Photodioda ini digunakan sebagai pendeteksi kekentalan cairan pada minyak goreng dengan menggunakan inframerah. Pengendali utama pada alat ini menggunakan ATmega8. Alat ini digunakan untuk mengukur kekentalan cairan pada minyak goreng dan untuk membandingkan alat ukur uji dengan datasheet berbasis ATmega dan ditampilkan pada LCD 2x16 yang telah dirancang dan direalisasikan menggunakan Sensor Photodioda sebagai masukan dan LCD sebagai keluaran. Komponen lainnya yang mendukung alat pengukur jarak ini adalah adanya IC Regulator 7805 sebagai penstabil tegangan yang akan dikeluarkan, PSA (Power Supply Adaptor) yang digunakan adalah Baterai 9 Volt sebagai penyedia tegangan.

FLUID VISCOSITY MEASURING INSTRUMENTS IN THE COOKING OIL BASED PHOTODIODE SENSOR ATMEGA8

ABSTRACT

This fluid viscosity measuring devices using Photodiode Sensor. Photodiode sensor is used as a detector of fluid viscosity on cooking oil using infrared. The main controller of this tool using ATmega8 . This tool is used to measure the viscosity of fluids in oil and to compare the test measuring instrument with a datasheet based ATmega and displayed on 2x16 LCD that has been designed and realized using Photodiode Sensor as input and LCD as output . Other components that support a range finder is the Regulator IC 7805 as a voltage stabilizer to be issued , PSA ( Power Supply Adaptor ) used is a 9 Volt battery voltage as a provider .

DAFTAR ISI

Halaman Sampul

Halaman Sampul Dalam

Lembar Persetujuan………i Lembar Pernyataan…………..………..ii Lembar Penghargaan………iii Abstrak………..iv Abstract………..v Daftar Isi………...vi Daftar Tabel……….………..…..vii Daftar Gambar………..………....………..viii

Daftar Lampiran...………... ix

BAB I PENDAHULUAN……….………. 1

1.1 Latar Belakang……….……… 1

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan……….……… 2

1.3 Rumusan Masalah……….………... 2

1.4 Batasan Masalah……….………... 3

1.5 Metodologi Penelitian……….………. 3

1.6 Tinjauan Pustaka……….………. 4

1.7 Sistematika Penulisan……….. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……… 6

2.1 Pengukuran Kekentalan……….…………... 6

2.2 Komponen Penyusun Rangkaian……….………. 8

2.2.1 Sensor Photodioda……….……..………….. 8

2.2.2 Infra Merah…...……….… 9

2.2.3 Buzzer………...………... 10

2.2.4 Kapasitor……….. 11

2.2.5.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR……….. 12

2.2.5.2 Penjelasan Fungsi PIN Mikrokontroller AVR………….. 14

2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display)………...……….. 17

2.2.7 Regulator 7805………....……. 21

BAB III METODE PENELITIAN…………...……….… 24

3.1 Diagram Blok Rangkaian……… 24

3.2 Rangkaian Regulator (Penstabil Tegangan)…....……… 25

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8………...………….. 26

3.4 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)…...………..…… 27

3.5 Rangkaian LDR………...……… 28

3.6 Rangkaian Push Button………...………. 29

3.7 Flowchart System……… 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……….…. 31

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 …...…………...………. 31

4.2 Rangkaian Regulator 7805 (Penstabil Tegangan)………... 32

4.3 Interfacing LCD 2x16………...……….….. 32

4.4 Pengujian Rangkaian LDR………...……….… 34

4.5 Pengujian Rangkaian Push Button……….……...……….…. 35

4.6 Data Percobaan………...…… 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………..….…… 39

5.1 Kesimpulan………..……….….. 39

5.2 Saran………..………….…… 39

DAFTAR PUSTAKA………..…….………… 40

LAMPIRAN 1 Gambar Rangkaian Lengkap LAMPIRAN 2 Program Lengkap

LAMPIRAN 3 ATMEGA 8 LAMPIRAN 4 Datasheet LDR

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port B ATmega8……… 15

Tabel 2.2 Konfigurasi Pin Port D ATmega8……… 16

Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD……….……….. 19

Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD………...………...… 20

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor………. 34

Tabel 4.2 Data Percobaan secara Praktek……… 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Distribusi Kecepatan Aliran Fluida Kental………...…….… 7

Gambar 2.2 Bentuk dan Simbol Photodioda….……….… 8

Gambar 2.3 Simbol Buzzer…………..……….……… 11

Gambar 2.4 Jenis Kapasitor……….. 11

Gambar 2.5 Pin ATmega8……….………...… 14

Gambar 2.6 LCD 2x16……….……… 18

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin LCD………....………… 19

Gambar2.8 LM 7805……….……… 21

Gambar 3.1 Diagram Blok dari Rangkaian…..………..……….…….…. 24

Gambar 3.2 Rangkaian Regulator IC LM7805……….…… 25

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATmega8……….……. 26

Gambar 3.4 Rangkaian LCD……….…....… 28

Gambar 3.5 Rangkaian LDR dengan Sistem Komparator……….…... 29

Gambar 3.6 Gambar Rangkaian Push Button………....…...… 29

Gambar 3.7 Flowchat System………...……… 30

Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler……….…..…….. 31

ALAT PENGUKUR KEKENTALAN CAIRAN PADA MINYAK GORENG DENGAN SENSOR PHOTODIODA BERBASIS ATMEGA8

ABSTRAK

Alat pengukur kekentalan cairan ini menggunakan Sensor Photodioda. Sensor Photodioda ini digunakan sebagai pendeteksi kekentalan cairan pada minyak goreng dengan menggunakan inframerah. Pengendali utama pada alat ini menggunakan ATmega8. Alat ini digunakan untuk mengukur kekentalan cairan pada minyak goreng dan untuk membandingkan alat ukur uji dengan datasheet berbasis ATmega dan ditampilkan pada LCD 2x16 yang telah dirancang dan direalisasikan menggunakan Sensor Photodioda sebagai masukan dan LCD sebagai keluaran. Komponen lainnya yang mendukung alat pengukur jarak ini adalah adanya IC Regulator 7805 sebagai penstabil tegangan yang akan dikeluarkan, PSA (Power Supply Adaptor) yang digunakan adalah Baterai 9 Volt sebagai penyedia tegangan.

FLUID VISCOSITY MEASURING INSTRUMENTS IN THE COOKING OIL BASED PHOTODIODE SENSOR ATMEGA8

ABSTRACT

This fluid viscosity measuring devices using Photodiode Sensor. Photodiode sensor is used as a detector of fluid viscosity on cooking oil using infrared. The main controller of this tool using ATmega8 . This tool is used to measure the viscosity of fluids in oil and to compare the test measuring instrument with a datasheet based ATmega and displayed on 2x16 LCD that has been designed and realized using Photodiode Sensor as input and LCD as output . Other components that support a range finder is the Regulator IC 7805 as a voltage stabilizer to be issued , PSA ( Power Supply Adaptor ) used is a 9 Volt battery voltage as a provider .

DAFTAR ISI

Halaman Sampul

Halaman Sampul Dalam

Lembar Persetujuan………i Lembar Pernyataan…………..………..ii Lembar Penghargaan………iii Abstrak………..iv Abstract………..v Daftar Isi………...vi Daftar Tabel……….………..…..vii Daftar Gambar………..………....………..viii

Daftar Lampiran...………... ix

BAB I PENDAHULUAN……….………. 1

1.1 Latar Belakang……….……… 1

1.2 Maksud dan Tujuan Penulisan……….……… 2

1.3 Rumusan Masalah……….………... 2

1.4 Batasan Masalah……….………... 3

1.5 Metodologi Penelitian……….………. 3

1.6 Tinjauan Pustaka……….………. 4

1.7 Sistematika Penulisan……….. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA……… 6

2.1 Pengukuran Kekentalan……….…………... 6

2.2 Komponen Penyusun Rangkaian……….………. 8

2.2.1 Sensor Photodioda……….……..………….. 8

2.2.2 Infra Merah…...……….… 9

2.2.3 Buzzer………...………... 10

2.2.4 Kapasitor……….. 11

2.2.5.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR……….. 12

2.2.5.2 Penjelasan Fungsi PIN Mikrokontroller AVR………….. 14

2.2.6 LCD (Liquid Crystal Display)………...……….. 17

2.2.7 Regulator 7805………....……. 21

BAB III METODE PENELITIAN…………...……….… 24

3.1 Diagram Blok Rangkaian……… 24

3.2 Rangkaian Regulator (Penstabil Tegangan)…....……… 25

3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATmega8………...………….. 26

3.4 Perancangan Rangkaian LCD (Liquid Crystal Display)…...………..…… 27

3.5 Rangkaian LDR………...……… 28

3.6 Rangkaian Push Button………...………. 29

3.7 Flowchart System……… 30

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN……….…. 31

4.1 Pengujian Rangkaian Mikrokontroler ATmega8 …...…………...………. 31

4.2 Rangkaian Regulator 7805 (Penstabil Tegangan)………... 32

4.3 Interfacing LCD 2x16………...……….….. 32

4.4 Pengujian Rangkaian LDR………...……….… 34

4.5 Pengujian Rangkaian Push Button……….……...……….…. 35

4.6 Data Percobaan………...…… 36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN………..….…… 39

5.1 Kesimpulan………..……….….. 39

5.2 Saran………..………….…… 39

DAFTAR PUSTAKA………..…….………… 40

LAMPIRAN 1 Gambar Rangkaian Lengkap LAMPIRAN 2 Program Lengkap

LAMPIRAN 3 ATMEGA 8 LAMPIRAN 4 Datasheet LDR

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi Pin Port B ATmega8……… 15

Tabel 2.2 Konfigurasi Pin Port D ATmega8……… 16

Tabel 2.3 Konfigurasi Pin LCD……….……….. 19

Tabel 2.4 Operasi Dasar LCD………...………...… 20

Tabel 4.1 Hasil Pengukuran Sensor………. 34

Tabel 4.2 Data Percobaan secara Praktek……… 36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Distribusi Kecepatan Aliran Fluida Kental………...…….… 7

Gambar 2.2 Bentuk dan Simbol Photodioda….……….… 8

Gambar 2.3 Simbol Buzzer…………..……….……… 11

Gambar 2.4 Jenis Kapasitor……….. 11

Gambar 2.5 Pin ATmega8……….………...… 14

Gambar 2.6 LCD 2x16……….……… 18

Gambar 2.7 Konfigurasi Pin LCD………....………… 19

Gambar2.8 LM 7805……….……… 21

Gambar 3.1 Diagram Blok dari Rangkaian…..………..……….…….…. 24

Gambar 3.2 Rangkaian Regulator IC LM7805……….…… 25

Gambar 3.3 Rangkaian Mikrokontroller ATmega8……….……. 26

Gambar 3.4 Rangkaian LCD……….…....… 28

Gambar 3.5 Rangkaian LDR dengan Sistem Komparator……….…... 29

Gambar 3.6 Gambar Rangkaian Push Button………....…...… 29

Gambar 3.7 Flowchat System………...……… 30

Gambar 4.1 Informasi Signature Mikrokontroler……….…..…….. 31