2. Nukleasi
Nukleasi merupakan suatu proses pembentukan partikel kecil dengan ukuran diameter kurang dari 30nm.
Partikel dari proses ini terbentuk akibat proses pembakaran yang ada di atmosfir.
3. Deposisi
Deposisi merupakan suatu proses pengurangan jumlah partikel yang ada di udara dengan melalui
deposisi basah dan deposisi kering. Deposisi basah terjadi akibat pengendapan partikel yang terdoposisi oleh
air hujan, embun dan awan. Sedangkan untuk deposisi kering terjadi akibat transfer partikel secara lansung
menuju tanah melalui sedimentasi.
2.3. Higroskopis
Higroskopis merupakan kemampuan suatu zat atau partikel yang dapat menyerap molekul air di lingkungan Boreddy dkk,
2016. Sifat higroskopis pada partikel yang ada di atmosfer dapat memodifikasi massa parikel, bertambahnya ukuran
partikel, dan dengan kemampuannya dapat menyebarkan radiasi matahari Villani dkk, 2013, serta dapat merubah
komposisi kimia dari partikel tersebut Boreddy dkk, 2016. Menurut Liu dkk, 2016 bahwa kontribusi sifat higroskopis
pada partikel ukuran 150nm perlu diperhitungkan. Dikarenakan sifat higroskopis memiliki hubungan yang relevan dengan
polusi kabut dan campuran partikelnya yang dapat meningkatkan RH. Contoh bahan yang memiliki sifat
higroskopis seperti kayu, kertas dinding, dan bahan yang mengandung mineral anorganik Zhang dkk, 2017. Menurut
Williams dkk, 2012 bahwa kayu yang baru dipotong memiliki 50 kandungan air dan disamping itu ketika dikeringkan pun
kandungan air masih ada sekitar 15 – 20. Hal ini menunjukkan bahwa kandungan air biomassa berperan penting
dalam proses pembakaran.
9
2.4. Proses Adsorpsi dan Absorbsi
2.4.1. Adsorpsi
Adsoprsi merupakan suatu proses yang terjadi ketika fluida likuid maupun gas terikat dengan padatan dan pada
permukaannya tersebut akan terbentuk lapisan tipis Robert, 1981.
Gambar 2. 4. Proses Terjadinya Adsorpsi
Didalam proses adsopsi terdapat suatu istilah yakni adsorbat dan adsorban. Adsorbat adalah suatu substansi yang
terperangkap atau substansi yang akan dipisahkan dari pelarutnya. Untuk adsorban adalah suatu media penyerap yang
berupa senyawa karbon Webar, 1972. Berikut merupakan skema dari adsorbat dan adsorban seperti Gambar 2.5.
Gambar 2. 5. Skema Adsorbat dan Adsorben
10
Dilihat dari Gambar 2.5 bahan yang teradsopsi dan bahan yang adsorben yakni dua fasa yang berbeda, oleh karena itu
dalam proses terjadinya adsorpsi, materi yang teradsorpsi akan terkumpul dan menempel di permukaan adsorben Underwood,
1986.
Sesuai dengan prosesnya, adsorpsi dibagi menjadi 2 macam:
1. Adsorpsi Kimia Adsropsi Kimia merupakan reaksi antara molekul-molekul
adsorbat dan adsorben yang terbentuk dengan ikatan kovalen dengan ion. Adsorpsi memiliki sifat yang reversible dan hanya
membentuk satu lapisan monolayer. Biasanya proses adsropsi terjadi pada temperature yang tinggi, sehingga panas adsopsi
tinggi. Proses adsorpsi terjadi dengan pembentukan senyawa kimia hingga ikatan yang lebih kuat. Contoh : adsopsi O
2
pada Hg, HCl, Pt, dan C Sukardjo, 1985.
2. Adsorpsi Fisika Adsorpsi fisika merupakan proses terjadinya apabila gaya
intermolekuler lebih besar dari gaya tarik antar molekul atau gaya tarik menarik yang lebih lemah antara adsorbat dengan
permukaan adsorben. Gaya tersebut dapat disebut dengan gaya Van Der Waals, sehingga adsorbat dapat berpindah dari satu
bagian permukaan ke bagian permukaan lainnya dari adsorben. Proses adsorpsi fisika memiliki sifat panas yang rendah,
berlangsung cepat dan reversible bereaksi balik, dan dapat membentuk lapisan jamak multilayer. Contoh : proses adsorpsi
gas pada choncosl Sukardjo, 1985.
Faktor – faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi: a Adsorben
Tiap-tiap absorben memiliki karakteristik tersendiri, artinya sifat dasar dari absorben berperan penting.
b Adsorbat Dapat juga berupa zat elektrolit maupun non-elektrolit. Untuk
zat elektrolit memiliki adsopsi yang besar karena mudah mengion, sehingga antara molekul-molekulnya saling tarik-
menarik. Sedangkan untuk zat non-elektrolit memiliki adsorpsi
11
yang kecil, sehingga tidak ada reaksi tarik menarik antar molekul.
c Konsentrasi Semakin tinggi konsentrasi partikel, maka kontak antara
adsorben dan absorbat juga semakin besar. Sehingga proses adsorpsinya semakin besar pula.
d Luas Permukaan Semakin luas permukaan adsorbennya, maka akan terjadi gaya
adsorpsi yang besar. Sebab zat yang diapsorpsi juga semakin luas. Sehingga semakin halus suatu adsorben, maka adsorpsinya
nya juga semakin besar.
e Temperatur Temperatur yang tinggi mengakibatkan molekul atau partikel
akan bergerak cepat. Sehingga kemungkinan menangkap atau mengadsorpsi partikel-partikel semakin sulit.
2.4.2. Absorsi
Absorpsi merupakan suatu proses pemisahan materi dari suatu campuran gas dengan cara mengikat materi tersebut pada
permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan. Gas yang melarut akan diserap sehingga terjadi suatu gaya fisik
absorpsi fisik atau selain gaya tersebut juga terdapat ikatan kimia absorpsi kimia. Komponen gas yang berikatan akan
dilarutkan terlebih dahulu dengan kecepatan yang tinggi. Oleh karena itu, absorpsi kimia lebih tinggi dari absorpsi fisik.
Contoh : absopsi gas CO, H2S
Absorpsi adalah proses pemisahan bahan dari suatu campuran gas dengan cara pengikatan bahan tersebut pada
permukaan absorben cair yang diikuti dengan pelarutan. Kelarutan gas yang akan diserap dapat disebabkan hanya oleh
gaya-gaya fisik pada absorpsi fisik atau selain gaya tersebut juga oleh ikatan kimia pada absorpsi kimia. Komponen gas
yang dapat mengadakan ikatan kimia akan dilarutkan lebih dahulu dan juga dengan kecepatan yang lebih tinggi. Karena itu
absorpsi kimia mengungguli absorpsi fisik. Berikut merupakan skema proses absorpsi yang dapat dilihat pada Gambar 2.6.
12
Gambar 2. 6. Skema Proses Absorpsi 2.5. Modul SHT11
Modul SHT11 merupakan salah satu sensor kelembaban dan temperatur yang diproduksi oleh Sensirion Corp, di Zurich,
Switzerland. Sensor ini telah terintegrasi dengan elemen sensor pemroses sinyal pada kaki-kakinya dan keluaran digitalnya
sudah terkalibrasi penuh. Untuk masalah daya, SHT11 mengkonsumsi daya yang rendah sekitar 3 mikroWatt. Stabilitas
sensor ini sangat baik digunakan untuk jangka yang waktu yang lama. Berikut ukuran SHT11 yang dapat dilihat pada gambar 2.7
Sensirion, 2011.
Gambar 2. 7. SHT11 dalam dimensi mm 1mm = 0,039inc. Koneksi yang bekerja seperti berikut, 1:GND, 2:Data, 3:SCK,
4:VDD dimodifikasi dari datasheet SHT11 Sensirion, 2011.
13
Gambar 2. 8. Modul SHT11 2.4.1.
Kemampuan Sensor
Kemampuan sensor dibagi menjadi dua parameter, yaitu kemampuan pada relatif kelembaban dan temperatur. Berikut
kemampuan sensor dapat dilihat pada tabel 2.2 dan tabel 2.3 Sensirion, 2011.
Tabel 2. 2. Kemampuan sensor pada relatif kelembaban
dimodifikasi dari Sensirion, 2011 Parameter
Kondisi Min
Tipe Maks
Satuan Resolusi
0,4 0,05
0,05 RH
8 12
12 bit
Akurasi SHT11
Tipikal ±3,0
RH Maks
Lihat gambar 2.6 Repeatabilty
±0,1 RH
Histerisis ±1
RH Jarak operasi
100 RH
Gambar 2. 9. Toleransi Maks. RH pada suhu 25 °C tiap jenis
sensor
14
Tabel 2. 3. Kemampuan sensor pada temperature dimodifikasi dari Sensirion, 2011.
15 Parameter
Kondisi Min
Tipe Maks
Satuan Resolusi
0,04 0,01
0,01 °C
12 14
14 bit
Akurasi SHT11
Tipikal ±0,4
°C Maks
Lihat gambar 2.7 Repeatabilty
±0,1 °C
Histerisis ±1
°C Jarak operasi
-40 123,8
°C -40
254,9 °F
Gambar 2. 10. Toleransi maksimal temperatur tiap jenis sensor
Akurasi pengukuran kelembaban :
Untuk tipe SH11:
Pada 0RH H 20RH eror pengukuran ±5RH
Pada 20RH H 80RH eror pengukuran ±3RH
Pada 80RH H 100 eror pengukuran ±5RH
Akurasi pengukuran suhu :
Untuk tipe SHT11:
Pada -40 °C T 25°C eror pengukuran ±2,25°C
Pada 25
°C T 123,8°C eror pengukuran ±3°C
2.6. Arduino Uno
Arduino uno merupakan sebuah papan mikrokontroler dengan dasar Atmega328. ‘ia’ memiliki 14 pin masukan atau
16
keluaran IO digital yang mana 6 pin dapat digunakan sebagai keluaran pwm, 6 pin masukan analog, terdapat 16 MHz
resonator keramik, dapat dihubungkan dengan konektor USB, power jack, header ICSP, dan tombol reset. Berikut keterangan
mikrokontroler arduino uno dapat dilihat pada gambar 2.8 Arduino, 2017.
Arduino Uno memiliki perbedaan pada semua board terdahulu dalam hal menghubungkan USB ke Serial yakni
dengan menggunakan fitur Atmega8U2 yang diprogram sebagai pengubah converter USB ke Serial. Pada board terdahulu
masih menggunakan chip FTDI driver USB ke Serial Arduino, 2017.
Istilah “Uno” yang dapat diartikan satu dalam bahasa italia. Peluncuran Arduino 1.0 Uno dan versi 1.0 sebagai penanda
bahwa akan menjadi versi refrensi atau acuan dari Arduino Arduino, 2017.
Gambar 2. 11. Modul Arduino Uno beserta keterangan dimodifikasi dari Arduino, 2017.
2.6.1. Spesifikasi Arduino Uno
Arduino uno memiliki spesifikasi yang dapat dilihat pada tabel 2.4 dibawah ini.
Tabel 2. 4. Spesifikasi arduino uno
dimodifikasi dari Arduino, 2017 17
Parameter Kondisi
Mikrokontroler Atmega328
Beroperasi pada tegangan 5V
Masukan tegangan rekomendasi 7 – 12V
Masukan tegangan batas 6 – 20V
Pin IO digital 14 6 pin dapat digunakan
sebagai keluaran PWM Pin masukan analog
6 Arus DC tiap pin IO
40mA Arus DC untuk pin 3.3V
50mA Flash memori
32Kb Atmega328 yang mana 0,5Kb digunakan oleh
bootloader SRAM
2Kb Atmega328 EEPROM
1Kb Atmega328 Clock speed
16MHz Pemrograman pada arduino uno bisa dibilang lebih mudah,
dikarenakan bahasa yang ada di Arduino uno menggunakan bahasa program sendiri yang diproses di software arduino.
Software arduino merupakan sebuah software yang berfungsi meng-upload koding dari PC ke mikrokontroler yang dapat
dilihat pada gambar 2.9.
18
Gambar 2. 12.
Software Arduino Sumber : foto pribadi. 2.7. Termokopel
Termokopel dikembangkan berdasarkan prinsip yang pertama kali ditunjukkan pada tahun 1882 oleh fisikawan
Jerman Thomas Seebeck Acromag, 2015. Termokopel dibuat apabila dua logam yang berbeda disentuh pada satu ujung dan
diukur disisi lain akan menciptakan tegangan kecil rangkaian terbuka sebagai fungsi dari suhu yang berbeda antara titik
kontak dan titik pengukuran logam. Tegangan yang terukur dari termokopel merupakan selisih antara tegangan Seebeck pada
masing-masing konduktor National Instruments, 2011. Berikut adalah persamaan Seebeck yang akan di tunjukkan dibawan ini :
∆V=S∆T Keterangan :
∆V adalah perubahan tegangan S adalah koefisien Seebeck
19
∆T adalah perubahan suhu Berikut ini merupakan jenis-jenis termokopel berdasarkan
campuran bahannya seperti tablel dibawah ini :
Tabel 2. 5. Komposisi dari jenis-jenis termokopel
dimodifikasi dari National Instruments, 2011
2.8. P-Trak Ultrafine Particles Counter TSI, Model 8525
P-Trak Ultrafine Particle Counter merupakan instrumen pencacah partikel ultrafine dengan konsentrasi partikelnya
diukur dalam unit partikel per centimeter kubik ptcc. instrumen ini dapat mencacah dari 0 sampai 5x10
5
ptcc. P-Trak memiliki tiga mode operasi utama yaitu survey, sample dan data
log Manual, 2013. 1. Survey mode, ketika pertama kali dinyalakan, P-Trak
langsung masuk ke dalam Survey mode yang digunakan untuk menunjukkan pembacaan dari konsentrasi partikel
dalam partikel per sentimeter kubik ptcc. Instrumen ini akan update konsentrasi tiap detik. Pada mode ini biasanya
20
banyak dioperasikan dan digunakan untuk melacak sumber partikel ultrafine.
2. Sample mode, digunakan untuk mengambil rata-rata konsentrasi partikel dalam 10 detik.
3. Data log, digunakan untuk menyimpan konsentrasi partikel yang dibaca setiap periode sekali dan pembacaannya ini di
simpan dalam memori instrumen.
Gambar 2. 13. P-Trak Ultrafine Particle Counter
Prinsip kerja dari P-trak Ultrafine Particle Counter seperti Gambar 2.14 yaitu alat ini memiliki sebuah pompa didalamnya,
sehingga partikel yang ada diluar alat lingkungan di hisap masuk melalui inlet. Beberapa partikel yang berhasil masuk
akan melewati tabung saturator yakni salah satu bagian dari P- trak. Didalam tabung saturator, partikel akan bercampur dengan
uap alkohol. Partikel yang sebelumnya sudah bercampur dengan uap alkohol akan masuk ke dalam tabung kondenser dimana
alkohol berkondesasi pada partikel yang mengakibatkan partikel menjadi sebuah droplet tetesan sehingga dapat dihitung
dengan mudah. Kemudian droplet melewati sinar laser yang menghasilkan kilasan. Kilasan cahaya tersebut dideteksi oleh
photodetektor dan konsentrasi partikel yang ditentukan dapat dihitung.
21
Gambar 2. 14. Prinsip kerja P-trak Ultrafine Counter dimodifikasi dari TSI, 2013.
2.9. Kanomax A031 Anemomaster
Kategori