Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow Sensor G 1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535

PERSETUJUAN

Judul : Viskosimeter Digital Menggunakan Water Flow

Sensor G 1/2 Berbasis Mikrokontroller 8535

Kategori : Skripsi

Nama : Kalam T T Siregar

Nomor Induk Mahasiswa : 090801050

Program Studi : Sarjana (S1) Fisika

Departemen : Fisika

Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan

Alam (MIPA) Universitas Sumatera Utara

Diluluskan di

Medan, Agustus 2013

Pembimbing II Pembimbing I

Dr. Bisman Perangin-angin, M.Eng.Sc. Drs.Takdir Tamba,M.Eng.Sc

NIP. 195609181985031002 NIP.196006031986011002

Diketahui

Departemen Fisika DMIPA USU Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

PERNYATAAN

VISKOSIMETER DIGITAL MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS MIKROKONTROLLER 8535

SKRIPSI

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

Medan, Agustus 2013

KALAM T T SIREGAR 090801050

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kekuatan, petunjuk dan Anugrah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul : “VISKOSIMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLLER 8535”.

Penulis juga mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Keluarga tercinta, khususnya kedua orangtua saya (Ayahanda Samuel Siregar dan Ibunda Kesteria Br Lumban Gaol) atas kasih sayang, doa, motivasi dan kerja kerasnya dalam mencukupi kebutuhan saya. Dan juga adek-adek saya Adi S Siregar, Roulina Siregar, Mian R Siregar dan Sahat Martua Siregar atas doa dan motivasinya, semangat buat adek dan semoga cepat menyusul. Amin 2. Bapak DR. Sutarman selaku Dekan FMIPA USU, Bapak Dr. Marhaposan

Situmorang selaku ketua jurusan Fisika USU dan Drs. Syahrul Humaidi M. Sc selaku sekretaris jurusan, pegawai ( Kak Tini, Kak Yus dan Bg Jo) dan seluruh civitas Akademik FMIPA USU.

3. Bapak Drs. Takdir Tamba dan Bapak Dr. Bisman Perangin-angin M.Eng.Sc yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan/ide demi sempurnanya skripsi ini.

4. Bapak Tua Raja Simbolon, M.Si dosen sekaligus abang penulis sebagai kreator dan ide-idenya yang sangat banyak membantu penulis hingga menyelesaikan skripsi ini.

5. Bapak DR. Tulus ikhsan Nasution dan Ibu Dra. Sudiati M.Si selaku dosen wali saya yang telah banyak memberikan motivasi selama perkuliahan.

6. Buat keluarga Oppung Kalam Siregar (+) dan Br Anturi, Oppung Melan Lbn Gaol dan Br Samosir Tulang Melan dan Marto, mama/bapa tua uda/inang uda dan juga namboru/amangboru atas doa dan dukungannya demikian juga

saudara-saudara sepupu kak Ewi, adek Lilis, Eva, Jelita spesial pariban Friska E Lumban Gaol Mrs. Chubi - Chubi atas semangat dan motivasinya.

7. Teman spesial anak kos 37 kampung susuk bg Jhon, bg Edu, bg Dahlan, bg Anne dll dan Gang Aman no 1 Padang Bulan bg Marco, Rafael, Riady, Hendrik, Frengki, Petrus dan spesial Halasson Manullang, Amd yang memberi semangat, perhatian dan doanya untuk menuntaskan penulisan skripsi ini.

8. Teman-teman Alumni St Petrus 2009 (Allstars 2009), Pra (Hot Parasian, Saut, Herman), Tiurlan(mami), Sartika(boru), Poltak, Marulitua, Christy, Sumuang, Sondang, Cristo, Jepri, Jefrianto, Rani, Iswanto, Evin, Yndra, Irwan, Tamrin, Beatrix, Oki, Hotmaria dll yang selalu aktif dan mendukung penulis serta doanya.

9. Teman-Teman stambuk breaving 2009 (Sony, Enra, Poltak, Timbul, Valentina, Esrawati, Suhartina, Sukria, Monora, Rieny, Stefani, Andrian, Silvi, Helen, Ferdy, Nurzanah, Masria, Emy, Jenny, Agus, Agus Ningsih, Fitri Yuniati, Sabam, Resdina, Zainalludin, Harty, Yosua, Wenny, Eldo, Septiana, Arvila, Ade, Istas, Natanel, Andico, Herdiana yang telah memberikan semangat dan motivasinya selama mengiuti perkuliahan. Dan juga adek-adek 2010 (Antoni, Maiysarah dkk), 2011 (Togar, Ancela dkk) 2012 ( Iqbal, Marta dkk).

10. Tak terlupakan teman-teman asisten di laboratorium elektronika lanjutan, K’ Irma, Valentina, Bernike, Okto, Gunawan dan Amin terima kasih atas doa dan semangatnya.

Medan, Agustus 2013

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah alat dengan memanfaatkan teknologi untuk pengukuran besaran fisika yang digunakan untuk mengukur nilai viskositas fluida (viskosimeter). Alat dirancang sebagai viskosimeter digital dengan menggunakan aplikasi water flow sensor G1/2 berbasis mikrokontroler AVR ATMega8535 yang dimanfaatkan untuk mengukur nilai viskositas fluida secara praktis. Inti dari alat ini adalah sensor yang digunakan yakni water flow sensor G1/2 yang merupakan jenis sensor aliran, dimana ketika dialiri oleh fluida akan dapat ditentukan rotasi per sekon (rps). Kondisi rps data diolah sehingga dapat ditentukan besar nilai viskositas. Sensor ini bekerja pada kekentalan tertentu yang mana semakin kental fluida yang dialirkan akan semakin kecil nilai rps yang dihasilkan. Kemampuan pengukuran alat ini berada pada range 8 – 22 rps atau pada range kekentalan yakni 0,8340 – 42,3878 cP. Pengolah data sensor digunakan sebuah chip mikrokontroler AVR ATMega 8535 yang merupakan keluarga AVR ( Alf and Vegards Risc Processor) menggunakan teknologi RISC (Risc Instruction Set Computer). Bahasa yang digunakan adalah bahasa C sedangkan program pengolahan data menggunakan sistem interpolasi Lagrange.

ABSTRACT

Have designed a tool to harness technology for the measurement of physical quantities that are used to measure the value of the fluid viscosity (viscometer). Tool is designed as a digital viskosimeter applications using water flow sensor G1 / 2 AVR microcontroller based ATMega8535 are used to measure the viscosity of the fluid in a practical value. The core of this tool is used the sensor water flow sensor G1 / 2 which is a type of flow sensor, which when energized by the fluid can be determined rotations per second (rps). Rps condition of data is processed so that it can be determined the value of the viscosity. The sensor works on a certain consistency which the more viscous fluid will flow the smaller the value generated rps. Measurement capability of this tool is in the range of 8-22 rps or on the viscosity range from 0.8340 to 42.3878 cP. Data of sensor processing used an AVR microcontroller ATMega 8535 chip which is a family of AVR (Alf and Vegards Risc Processor) technology uses RISC (RISC Instruction Set Computer). The language used is a C language program while the data processing system using Lagrange interpolation.

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di desa Karing, Sidikalang Kabupaten Dairi, Sumatera Utara pada tanggal 7 Agustus 1990 sebagai anak pertama dari lima bersaudara dari ayah Samuel Siregar dan ibu Kesteria Br. Lumban Gaol. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SD Negeri 034779 Sidiangkat dan pada tahun 2006 lulus dari SMP Negeri 1 Sidikalang kemudian tahun 2009 lulus dari SMA Swasta Santu Petrus Sidikalang. Pada tahun yang sama yaitu 2009 lulus seleksi masuk USU melalui jalur SNMPTN dan memilih program studi Fisika S1 dengan konsentrasi bidang Instrumentasi Elektronika, Departemen Fisika, Fakultas MIPA.

Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah menjadi asisten di laboratorium Elektronika Lanjutan. Penulis juga pernah mengikuti pelatihan di Balai Besar Latihan Kerja Industri (BBLKI) Medan pada tahun 2013 dengan jurusan Instalasi Tenaga Listrik. Penulis juga aktif dalam kegiatan organisasi Ikatan Mahasiswa Fisika dibidang devisi pendidikan dan pernah menjadi ketua Olimpiade Fisika dan Seminar Tingkat SMA/MA/SMK se Sumatera Utara pada tahun 2013. Panitia seminar dan pameran produk penelitian Fisika dan panitia temu ramah mahasiswa bersama alumni Fisika pada tahun 2013. Pada tahun 2012 penulis menjadi panitia kunjungan industri Ikatan Mahasiswa Fisika ke PT INALUM dan pada tahun 2013 menjadi Steering Commite kunjungan industri Ikatan Mahasiswa Fisika ke PLTA Sigura-gura. Sejak tahun 2010 hingga sekarang penulis masih menjabat sebagai ketua ikatan Alumni SMA St. Petrus Sidikalang (ALSTARS) 2009.

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan i

Pernyataan ii

Kata Pengantar iii

Abstrak v

Abstrack vi

Riwayat Hidup vii

Daftar Isi viii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xi

BAB I Pendahuluan

1.1.1 Latar Belakang 1

1.1.2 Rumusan Masalah 1

1.1.3 Batasan Masalah 2

1.1.4 Tujuan 2

1.1.5 Sistematika Penulisan 3

BAB II Landasan Teori

2.1 Fluida 4

2.1.1 Aliran Fluida 5

2.2 Viskositas 6

2.2.1 Alat Ukur Viskositas 9

2.3 Pengenalan Mikrokontroller AVR ATMega 8535 13 2.3.1 Arsitektur Mikrokontroller AVR ATMega 8535 13 2.3.2 konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 16 2.3.3 Deskripsi Pin-Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 17

2.3.4 Peta memori ATMega 8535 20

2.3.5 Status Register 21

2.3.6 Bahasa Pemrograman ATMega 8535 22

2.4 Water Flow Sensor 23

2.4.1 Spesifikasi Sensor Flow 25

2.5 Interpolasi Langrange 26

BAB III Perancangan Sistem

3.1 Diagram Blok 30

3.2 Rangkaian Mikrokontroller AVR ATMega 8535 32

3.3 Rangkaian Catu Daya 33

3.4 Rangkain Flow Sensor 34

3.5 Rangkaian LCD 35

BAB IV Pengujian Alat dan Hasil Pengukuran

4.1 Pengujian Sampel 38

4.2 Pengujian Putaran (rps) dan program viskositas alat 39

4.2.1 Data Pengujian 39

4.2.2 Analisa Data 42

4.3 Pengujian alat 43

4.3.1 Data Pengujian 43

4.3.2 Analisa Data 44

BAB V Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan 44

5.2 Saran 44

Daftar Pustaka 45

Lampiran I

Program Keseluruhan 47

Lampiran II

Data Sheet Sensor Flow 52

Lampiran III

DAFTAR TABEL

No Halaman

2.1 fungsi Pin-Pin Port B 18

2.2 fungsi Pin-Pin Port D 19

2.3 Keterangan komponen sensor 24

4.1 Hasil pengukuran viskositas air 38

4.2 Hasil pengukuran viskositas solar 38

4.3 Hasil pengukuran viskositasminyak rem “top1” 39

4.4 Hasil pengukuran viskositasminyak goring “sania” 39

4.5 Hasil pengukuran rps air 40

4.6 Hasil Pengukuran rps solar 40

4.7 Hasil Pengukuran rpsminyak rem “top1” 41

4.8 Hasil pengukuran rps minyak goreng “sania” 41

4.9 Hasil pengukuran rps sampel keseluruhan 42

DAFTAR GAMBAR

No Halaman

2.1 (a) Tabung Thermobus 10

2.1 (b) Viskosimeter Fenske No 100 10

2.2 (a) Tabung Thermobus 11

2.2 (b) Viskosimeter Ostwald 11

2.3 Arsitektur ATMega 8535 15

2.4 Konfigurasi Pin Mikrokontroller AVR ATMega 8535 17

2.5 Memori ATMega 8535 21

2.6 Status Register 21

2.7 Water Flow Sensor G1/2 24

2.8 Mechanic Dimensi Water Flow Sensor G1/2 24

3.1 Diagram Blok Rangkaian 24

3.2 Flow Chart 30

3.3 Rangkaian Miniumum Mikrokontroller ATMega 8535 32

ABSTRAK

Telah dirancang sebuah alat dengan memanfaatkan teknologi untuk pengukuran besaran fisika yang digunakan untuk mengukur nilai viskositas fluida (viskosimeter). Alat dirancang sebagai viskosimeter digital dengan menggunakan aplikasi water flow sensor G1/2 berbasis mikrokontroler AVR ATMega8535 yang dimanfaatkan untuk mengukur nilai viskositas fluida secara praktis. Inti dari alat ini adalah sensor yang digunakan yakni water flow sensor G1/2 yang merupakan jenis sensor aliran, dimana ketika dialiri oleh fluida akan dapat ditentukan rotasi per sekon (rps). Kondisi rps data diolah sehingga dapat ditentukan besar nilai viskositas. Sensor ini bekerja pada kekentalan tertentu yang mana semakin kental fluida yang dialirkan akan semakin kecil nilai rps yang dihasilkan. Kemampuan pengukuran alat ini berada pada range 8 – 22 rps atau pada range kekentalan yakni 0,8340 – 42,3878 cP. Pengolah data sensor digunakan sebuah chip mikrokontroler AVR ATMega 8535 yang merupakan keluarga AVR ( Alf and Vegards Risc Processor) menggunakan teknologi RISC (Risc Instruction Set Computer). Bahasa yang digunakan adalah bahasa C sedangkan program pengolahan data menggunakan sistem interpolasi Lagrange.

ABSTRACT

Have designed a tool to harness technology for the measurement of physical quantities that are used to measure the value of the fluid viscosity (viscometer). Tool is designed as a digital viskosimeter applications using water flow sensor G1 / 2 AVR microcontroller based ATMega8535 are used to measure the viscosity of the fluid in a practical value. The core of this tool is used the sensor water flow sensor G1 / 2 which is a type of flow sensor, which when energized by the fluid can be determined rotations per second (rps). Rps condition of data is processed so that it can be determined the value of the viscosity. The sensor works on a certain consistency which the more viscous fluid will flow the smaller the value generated rps. Measurement capability of this tool is in the range of 8-22 rps or on the viscosity range from 0.8340 to 42.3878 cP. Data of sensor processing used an AVR microcontroller ATMega 8535 chip which is a family of AVR (Alf and Vegards Risc Processor) technology uses RISC (RISC Instruction Set Computer). The language used is a C language program while the data processing system using Lagrange interpolation.

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 ialah teknologi di bidang pengukuran viskositas. Viskositas merupakan pernyataan tahanan untuk mengalir dari suatu sistem di bawah tekanan yang digunakan. Makin kental suatu cairan makin besar kekuatan yang diperlukan untuk digunakan supaya cairan tersebut dapat mengalir dengan laju tertentu. Viskositas menentukan kemudahan suatu molekul bergerak. Secara praktikum dibutuhkan suatu alat ukur yang dapat menentukan nilai viskositas dari suatu fluida, sehingga penulis membuat perancangan alat ukur viskositas tersebut dengan bentuk “VISKOSIMETER DIGITAL

MENGGUNAKAN WATER FLOW SENSOR G1/2 BERBASIS

MIKROKONTROLLER 8535”_.

Sensor flow G1/2 sebagai sensor yang mendeteksi kecepatan aliran fluida dan diubah menjadi pengendali volume air yang berpengaruh pada kekentalan cairan, mikrokontroller ATMega8535 sebagai pusat kontrol sensor, LCD sebagai display dari output sensor, PSA, dan penampung air yang berfungsi untuk wadah fluida yang akan di deteksi sensor. Hasil yang ditemukan akan dikalibrasi untuk mengetahui ketelitian dengan melakukan pengukuran viskositas fluida di laboratorim penelitian yakni di Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI) Medan.

1.2 Rumusan Masalah

Penelitian membahas tentang perangkat keras yang meliputi perakitan aplikasi Water Flow Sensor G1/2 sebagai pengendali aliran fluida yang dimanfaatkan untuk

pengukuran viskositas fluida, Mikrokontroler ATMega8535 sebagai pusat kendalinya beserta software pemrograman dasar dari mokrokontroller, LCD sebagai tampilannya, PSA sebagai peralatan elektronika pendukung beserta komponen-komponen elektronika lainnya yang digunakan sehingga alat dapat digunakan secara maksimal. Penampung sebagai wadah untuk menampung fluida dan keran untuk memulai aliran fluida. Data inputan diperoleh dari pengukuran viskositas fluida sebagai sampel yang digunakan.

1.3 Batasan Masalah

Viskosimeter digital menggunakan Water flow Sensor G1/2 berbasis mikrokontroler ATMega8535 mengacu pada batasan-batasan sebagai berikut :

1. Pembahasan mikrokontroler Atmega8535.

2. Pembahasan tentang sensor yang digunakan adalah sensor flow G1/2 sebagai sensor pengendali volume fluida dan sekaligus sebagai pengukuran kekentalan fluida.

3. Pembahasan program dasar yang digunakan yakni dengan menggunakan bahasa C.

4. Pembahasan rangkaian pendukung (komponen dan alat elektronika yang digunakan).

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dari penelitian yang akan dilakukan adalah untuk :

1. Sebagai salah satu bentuk pemanfaatan teknologi untuk pengukuran besaran fisika.

2. Membuat viskosimeter digital dengan menggunakan aplikasi Water Flow Sensor G1/2 berbasis mikrokontroler ATMega8535.

3. Mempermudah mahasiswa dan masyarakat secara umum untuk menentukan viskositas fluida.

1.5 Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, rumusan masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.

BAB II : LANDASAN TEORI

Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian teori pendukung itu antara lain tentang fluida (viskositas), Mikrokontroler Atmega8535, sensor flow, dan bahasa program yang dipergunakan.

BAB III : PERANCANGAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas perancangan dari alat , yaitu diagram blok dari rangkaian, skematik dari masing-masing rangkaian dan diagram alir dari program yang diisikan ke Mikrokontroler ATMega 8535.

BAB IV : PENGUJIAN ALAT dan HASIL

Pada bab ini akan dibahas hasil pengujian dari masing – masing fluida yang digunakan, beserta pengukuran rotasi persekon (rps) dan rotasi persekon maksimum (rpsmax) dan penentuan besar viskositas.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari penelitian ini serta saran apakah rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Fluida

Fluida atau zat alir adalah zat yang dapat mengalir dan bentuknya selalu berubah dengan perubahan volume, yang termasuk dalam kategori fluida adalah zat cair dan gas. Fluida mempunyai kerapatan yang harganya tertentu pada temperatur dan tekanan tertentu. Harga kerapatannya tergantung pada temperatur dan tekanan, apabila temperatur dan tekanan suatu fluida berubah maka kerapatannya akan berubah. Bagi zat cair kerapatannya tidak akan terpengaruh oleh perubahan temperatur dan tekanan, hal ini juga dinamakan fluida tidak dapat mampat (incompresible) sedangkan gas sangat dipengaruh oleh perubahan temperatur dan tekanan dan dikenal juga sebagai fluida dapat mampat (compresible).

Jadi berdasarkan kerapatannya maka fluida dapat dibedakan sebagai berikut :

1. Fluida tak mampu mampat (incompressible), yaitu : densitas fluida hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang besar terhadap tekanan dan suhu. Contoh : Air

2. Fluida mampu mampat (compressible), yaitu : fluida yang apabila diberi gaya tekanan, maka volume dan suhunya akan mengalami perubahan.

Contoh : Gas

dan berdasarkan mekanika fluida, fluida dapat dibedakan menjadi 2 jenis : a. Fluida tidak bergerak / dalam keadaan diam (statika fluida)

b. Fluida bergerak / dalam keadaan bergerak (dinamika fluida)

Konsep mekanika fluida berada dalam dua keadaan, yaitu sebagai zat padat dan cair (fluida). Sebuah zat padat umumnya mempunyai bentuk yang tertentu, sedangkan zat cair dan gas mempunyai bentuk yang ditetapkan oleh wadahnya sendiri (masing-masing). Perbedaan dasar antara zat cair dan gas (keduanya digolongkan sebagai fluida) adalah bahwa gas akan menyebar dan mengisi seluruh wadah yang

ditempatinya. Defenisi yang lebih tepat untuk membedakan zat padat dengan fluida adalah dari krateristik deformasi bahan tersebut. Zat padat dianggap sebagai bahan yang menunjukkan reaksi deformasi yang terbatas ketika menerima suatu gaya geser (shear). Fluida dapat didefenisikan sebagai suatu zat yang terus menerus berubah bentuk apabila mengalami tegangan geser, fluida tidak mampu menahan tegangan geser tanpa berubah bentuk. Kendatipun demikian ada bahan-bahan seperti oli, cat, ter dan larutan polimer yang menunjukkan karakteristik zat padat atau fluida tergantung dari tegangan geser yang dialami. Umumnya makin besar laju deformasi fluida, makin besar pula tegangan geser untuk fluida tersebut.

Defenisi tentang fluida ini mengingatkan bahwa tegangan geser ada bila sebuah fluida sedang mengalami deformasi. Air dalam sebuah wadah yang digerakkan atau dirotasikan dengan kecepatan atau percepatan konstan tidak akan menunjukkan deformasi sehingga tidak mengalami tegangan geser. Namun agar tegangan geser itu ada, fluida harus viskos sebagai mana karateristik yang ditunjukkan oleh semua fluida sejati. Fluida ideal boleh didefenisikan sebagai fluida yang tidak viskos. Jadi tegangan geser pada fluida ideal tidak ada, bahkan meskipun fluida itu mengalami deformasi. Walaupun fluida yang tidak viskos tidak pernah ada studi tentang fluida seperti ini penting sekali untuk rekayasa karena perilaku fluida viskos sering ideal dapat dijabarkan analisis terhadap gerak fluida yang ideal tersebut.

2.1.1 Aliran Fluida

Salah satu ciri khas dari fluida adalah bahwa fluida dapat mengalir. Adapun bentuk dan jenis aliran fluida tersebut adalah sebagai berikut :

a. Aliran laminar dan aliran turbulen

Ditinjau dari jenis aliran, dapat diklasifikasikan menjadi aliran laminar dan aliran turbulen. Aliran fliuida dikatakan laminar jika lapisan fluida bergerak dengan kecepatan yang sama dan dengan lintasan partikel yang tidak memotong atau

menyilang, atau dapat dikatakan bahwa aliran laminar di tandai dengan tidak adanya ketidak beraturan atau fluktuasi di dalam aliran fluida. Karena aliran fluida pada aliran laminar bergerak dalam lintasan yang sama tetap maka aliran laminar dapat diamati. Partikel fluida pada aliran laminar jarang dijumpai dalam praktek hidrolika. Sedangkan aliran dikatakan turbulen, jika gerakan fluida tidak lagi tenang dan tunak (berlapis atau laminar) melainkan menjadi bergolak dan bergejolak (bergolak atau turbulen). Pada aliran turbulen partikel fluida tidak membuat fluktuasi tertentu dan tidak memperlihatkan pola gerakan yang dapat diamati. Aliran turbulen hampir dapat dijumpai pada praktek hidrolika. Diantara aliran laminar dan turbulen terdapat daerah yang dikenal dengan daerah transisi.

b. Aliran Steady dan Aliran Uniform

Aliran disebut steady (tenang) apabila aliran semua tempat disepanjang lintasan aliran tidak berubah menurut waktu. Sedangkan aliran Uniform dapat diartikan sebagai suatu keadaan aliran yang tidak berubah diseluruh ruang. Kedua defenisi ini sering dipakai pada keadaan aliran turbulen dan biasanya dianggap aliran steady yang berarti aliran steady rata-rata.Demikian pula aliran uniform berarti uniform rata-rata

2.2 Viskositas

Kekentalan (viscosity) didefinisikan sebagai gesekan internal atau gesekan fluida terhadap wadah dimana fluida itu mengalir. Viskositas ada dalam cairan atau gas, dan pada dasarnya adalah gesekan antar lapisan fluida yang berdekatan ketika bergerak melintasi satu sama lain atau gesekan antara fluida dengan wadah tempat ia mengalir. Viskositas dapat juga diartikan sebagai pengukuran dari ketahanan fluida yang diubah baik dengan tekanan maupun tegangan. Pada masalah sehari-hari (dan hanya untuk fluida), viskositas adalah "Ketebalan" atau "pergesekan internal". Oleh karena itu, air yang "tipis", memiliki viskositas lebih rendah,

sedangkan madu yang "tebal", memiliki viskositas yang lebih tinggi. Sederhananya, semakin rendah viskositas suatu fluida, semakin besar juga pergerakan dari fluida tersebut.

Viskositas menjelaskan ketahanan internal fluida untuk mengalir dan mungkin dapat dipikirkan sebagai pengukuran dari pergeseran fluida. Sebagai contoh, viskositas yang tinggi dari magma akan menciptakan statovolcano yang tinggi dan curam, karena tidak dapat mengalir terlalu jauh sebelum mendingin, sedangkan viskositas yang lebih rendah dari lava akan menciptakan volcano yang rendah dan lebar. Seluruh fluida (kecuali superfluida) memiliki ketahanan dari tekanan dan oleh karena itu disebut kental, tetapi fluida yang tidak memiliki ketahanan tekanan dan tegangan disebut fluide ideal.

Hubungan fluida dan viskositas adalah dalam fluida yang tidak diidealisir terdapat aktivitas molekuler antara bagian-bagian lapisannya. Salah satu akibat dari adanya aktivitas ini adalah timbulnya gesekan internal antara bagian-bagian tersebut, yang dapat digambarkan sebagai gaya luncur diantara lapisan-lapisan fluida tadi. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan kecepatan bergerak lapisan-lapisan fluida tersebut. Bila pengamatan dilakukan terhadap aliran fluida makin mengecil ditempat tempat yang jaraknya terhadap dinding pipa semakin kecil, dan praktis tidak bergerak pada tempat di dinding pipa. Sedangkan kecepatan terbesar terdapat ditengah-tengah pipa aliran.

Dalam cairan, kekentalan disebabkan oleh gaya kohesif antara molekul-molekulnya sedangkan gas, berasal tumbukan diantara molekul-molekul tersebut. Kekentalan fluida yang berbeda dapat dinyatakan secara kuantatif dengan koefisien kekentalan, η yang didefinisikan dengan cara Fluida diletakkan diantara dua lempengan datar. Salah satu lempengan diam dan yang lain dibuat bergerak. Fluida yang secara langsung bersinggungan dengan masing-masing lempengan ditarik pada permukaanya oleh gaya rekat diantara molekul-molekul cairan dengan kedua lempengan tersebut. Dengan demikian permukaan fluida sebelah atas bergerak dengan laju v yang seperti lempengan atas, sedangkan fluida yang bersinggungan dengan lempengan diam bertahan diam. Viskositas merupakan ukuran kekentalan

fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, maka makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas. Viskositas zat cair dapat ditentukan secara kuantitatif dengan besaran yang disebut koefisien viskositas. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m2 atau pascal sekon (Pa s). Apabila suatu benda bergerak dengan kelajuan v dalam suatu fluida kental yang koefisien viskositasnya, maka benda tersebut akan mengalami gaya gesekan fluida, dengan k adalah konstanta yang bergantung pada bentuk geometris benda. Berdasarkan perhitungan laboratorium, pada tahun 1845, Sir George Stokes menunjukkan bahwa untuk benda yang bentuk geometrisnya berupa bola nilai k = 6 π r. Bila nilai k dimasukkan ke

dalam persamaan maka diperoleh sebuah persamaan

F =6 π ŋ r v ………(2.1)

Dengan ŋ: koefisien viskositas,

π : jari-jari bola,

r : jari-jari geometris bola, dan

v : kecepatan aliran benda terhadap fluida.

Konsep viskositas fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda. Misalnya sirup dan air. Sirup biasanya lebih kental dari air. Atau air susu, minyak goreng, oli, darah, dan lain-lain. Tingkat kekentalan setiap zat cair tersebut berbeda-beda. Pada umumnya, zat cair lebih kental dari zat gas. Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang menyusun suatu fluida. Viskositas adalah gaya gesekan internal fluida. Jadi molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesekmenggesek ketika fluida tersebut mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antar molekul.

Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng,

oli, madu dan lain-lain. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu. Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Viskositas atau kekentalan hanya ada pada fluida riil. Fluida riil/nyata adalah fluida yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, seperti air, sirup, oli, asap knalpot, dan lain-lain. Fluida riil berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran fluida (fluida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasan Fluida Dinamis).

Viskositas suatu fluida adalah sifat yang menunjukkan besar dan kecilnya tahan dalam fluida terhadap gesekan. Fluida yang mempunyai viskositas rendah, misalnya air mempunyai tahanan dalam terhadap gesekan yang lebih kecil dibandingkan dengan fluida yang mempunyai viskositas yang lebih besar.

2.2.1 Alat Ukur Viskositas

Pengukuran nilai viskositas dilakukan dengan menggunakan alat yang dikenal dengan nama viskosimeter. Ada banyak berbagai jenis viskosimeter termasuk viskosimeter digital yang akan kita rancang. Namun dalam perancangan alat yang akan dibuat sebagai bahan teori digunakan dua jenis viskosimeter yang ditemukan berada di PTKI yaitu :

a) Viskosimeter Fenske no 100

Viskosimter ini merupakan viskosimeter dengan diameter tabung yang kecil dan berguna untuk mengukur nilai viskositas fluida dengan kondisi kekentalannya kecil.

Metode pengukuran dengan menggunakan viskosimeter ini adalah dengan menentukan terlebih dahulu faktor pembanding yaitu kondisi viskositas air. Dengan kata lain untuk mengukur nilai viskositas suatu fluida kita terlebih dahulu mengukur nilai waktu alir air dan mengetahui ketetapan nilai viskositas air pada kondisi (suhu) tertentu. Pengukuran yang dilakukan adalah pada suhu kamar, dalam arti tidak ada proses pemanasan/pendinginan. Adapun langkah-langkah untuk menentukan nilai viskositas fluida adalah sesuai dengan prosedur berikut ini :

1. Ditentukan terlebih dahulu massa jenis air dan fluida yang akan diukur nilai viskositasnya.

2. Air dimasukkan ke dalam tabung viskosimeter tepat pada titik a hingga cembungan titik a tersebut terisi penuh.

3. Kemudian dipasangkan Saffty pipet pada ujung viskosimeter dengan posisi tetap seperti gambar 2.2 (b), dihisap air dalam tabung viskosimeter hingga air berada pada cembungan titik b.

4. Tabung viskosimeter kemudian dimasukkan ke dalam thermobus dalam keadaan berdiri sperti gambar 2.2 (b).

5. Dihidupkan stopwatch ketika aliran tepat berada pada garis 1 untuk menghitung waktu alir hingga air. Setelah seluruhnya ruang hampa (air secara menyeluruh) tepat berada pada garis 2 stopwatch dihentikan dan dicatat waktunya sebagai waktu alir air.

6. Dilakukan percobaan yang sama sebanyak tiga kali untuk menentukan waktu alir I, II, dan III.

7. Dialkukan percobaan kedua hingga keenam untuk jenis fluida yang akan diukur nilai viskositasnya.

8. Dilakukan perhitungan viskositas fluida dengan menggunakan persamaan berikut ini :

ŋ

ŋ

=

……….(2.2)

Dengan : ŋ1= viskositas yang dicari

ρ 1= massa jenis fluida yang dicari viskositasnya

ρ 2= massa jenis air (dalam suhu kamar 300C = 0,99564 gr/ml) t1= waktu alir fluida yang dicari viskositasnya

t2= waktu alir air.

Kedua hasil pengukuran yaitu dengan menggunakan tabung Fenske no 100 dan tabung Ostwald seperti yang terlampir dalam lampiran menjadi nilai viskositas secara teori pada perancangan alat.

2.3 Pengenalan Mikrokontroler AVR ATMega8535

Mikrokontroler yaitu teknologi semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan ruang yang kecil, dapat digunakan untuk membuat suatu aplikasi. Pada mikrokontroler, program 13olynom disimpan dalam ROM yang ukurannya 13olynomi lebih besar, sementara RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara, termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan. Pada sistem 13olynomi perbandingan RAM dan ROM nya besar, artinya program pengguna disimpan dalam ruang RAM yang relative besar, sedangkan rutin-rutin antar muka perangkat keras disimpan dalam ROM yang sangat kecil. Sedangkan pada mikrokontroler perbandingan RAM dan ROM nya yang besar artinya program control disimpan dalam ROM yang ukurannya 13olynomi besar sedangkan RAM digunakan sebagai tempat penyimpanan sementara termasuk register-register yang digunakan pada mikrokontroler yang bersangkutan.

2.3.1 Arsitektur Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 bit, dimana semua intruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1 (satu) siklus clock, berbeda dengan instruksi MCS51 yang membutuhkan 12 siklus clock. Selain itu AVR berteknologi RISC (Reduced Instruction Set Computing).

Secara garis besar arsitektur mikrokontroler ATMega8535 memiliki bagian sebagai berikut :

1. Saluran I/O sebanyak 32 buah ysng terdiri dari 4 port yakni (port A, port B, port C, port D)

2. ADC 10 bit (8 pin di port A.0 s/d port A.7)

3. 3 buah timer/counter dengan kemampuan pembandingan. 4. SRAM sebesar 512 byte.

5. Memori flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write 6. EEPROM 512 byte yang dapat deprogram saat operasi.

7. Antarmuka komparator analog.

8. Port USART antar komunikasi serial dengan kecepatan maksimal 2,5 Mbps.

9. Unit interupsi internal dan eksternal. 10. 4 channel PWM

11. Watchdog Timer dengan osilator internal. 12. Port antarmuka SPI8535

13. 6 sleep modes (Idle, ADC Noise Reduction, Save, Power-Down, Standby and Extended Standby) untuk penghematan daya listrik.

2.3.2. Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR ATMega 8535

Berikut dijelaskan secara fungsional konfigurasi Pin mikrokontroler AVR ATMega8535 sebagai berikut :

1. VCC : merupakan pin yang berfungsi sebagai masukan pin catu daya. 2. GND : merupakan pin ground.

3. Port A (PA0..PA7 : merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC. 4. Port B (PB0..PB7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,

yaitu timer/counter, komparator analog dan SPI.

5. Port C (PC0..PC7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI, komparator analog, input ADC dan Timer Oscilator.

6. Port D (PD0..PD7) : merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus yaitu komparator analog, interupsi eksternal dan komunikasi serial. 7. RESET : merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler. 8. XTAL1 dan XTAL2 : merupakan pin masukan clock eksternal.

9. AVCC : merupakan pin masukan tegangan untuk ADC. 10. AREF : merupakan pin masukan tegangan referensi ADC.

2.3.3.2 Port B

Merupakan 8-bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal pull-up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer port B dapat 18olyno arus 20 mA 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 ingin memfungsikan pin-pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Pin-pin port B juga memiliki untuk fungsi-fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tabel 2.1 Fungsi Pin-pin Port B Port Pin Fungsi Khusus

PB0 T0 = timer/counter 0 external counter input PB1 T1 = timer/counter 0 external counter input PB2 AIN0 = analog comparator positive input PB3 AIN1 = analog comparator negative input PB4 SS = SPI slave select input

PB5 MOSI = SPI bus master output / slave input PB6 MISO = SPI bus master input / slave output PB7 SCK = SPI bus serial clock

2.3.3.3 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 20 mA 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 memiliki fungsi 18olynomial18 sebagai oscillator untuk timer/counter 2.

2.3.3.4 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 memberi arus 20 mA 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 berikut.

Tabel 2.2 Fungsi Pin-pin Port D

Port Pin Fungsi Khusus

PD0 RDX (UART input line)

PD1 TDX (UART output line)

PD2 INT0 ( external interrupt 0 input ) PD3 INT1 ( external interrupt 1 input )

PD4 OC1B (Timer/Counter1 output compare B match output) PD5 OC1A (Timer/Counter1 output compareA match output) PD6 ICP (Timer/Counter1 input capture pin)

PD7 OC2 (Timer/Counter2 output compare match output)

2.3.3.5. RESET (Reset input)

RESET (RST) pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan low selama minimal 2 machine cycle maka sistem ini akan di-reset.

2.3.3.6. XTAL1 (Input Oscillator)

XTAL 1 adalah masukan ke inverting oscillator amplifier dan input ke internal clock operating circuit.

2.3.3.7. XTAL2 (Output Oscillator)

2.3.3.8.AVCC

AVCC adalah pin penyedia tegangan untuk port A dan A/D converter. Pin ini harus secara eksternal terhubung ke Vcc melalui low pass filter.

2.3.3.9.AREF

AREF adalah pin referensi analog untuk A/D converter.

2.3.3.10.AGND

AGND adalah kaki untuk analog ground

2.3.4 Peta Memori ATMega8535

AVR ATMega 8535 memiliki ruang pengalamatan memori data dan memori program yang terpisah. Memori data terbagi 3 bagian yaitu 32 register umum, 64 register I/O dan 512 byte SRAM internal. Register untuk keperluan umum menempati space data pada alamat terbawah yaitu $00 sampai $1F. Sementara itu register khusus untuk menangani I/O dan kontrol terhadap mikrokontroler menempati 64 alamat berikutnya, yaitu mulai dari $20 sampai $5F. Register tersebut merupakan register yang khusus digunakan untuk mengatur fungsi terhadap berbagai peripheral mikrokontroler, seperti kontrol register, timer/counter, fungsi fungsi I/O, dan sebagainya. Register khusus alamat memori secara lengkap dapat dilihat pada tabel dibawah . Alamat memori berikutnya digunakan untuk SRAM 512 byte, yaitu pada lokasi $60 sampai dengan $25F.

Selain itu AVR Atmega sebanyak 512 byte. Alam

2.3.5 Status Register

Status register ada yang dilakukan ketika sua CPU mikrokontroler.

Gambar 2.5 Memori ATMega8535

ega8535 juga memilki memori data berupa EEP Alamat EEPROM dimulai dari $000 sampai $1FF.

adalah register berisi status yang dihasilkan pada ka suatu instruksi dieksekusi. SREG merupakan ba

Gambar 2.6 Status Register

EEPROM 8-bit .

da setiap operasi n bagian dari inti

1. Bit7  I (Global Interrupt Enable), Bit harus di Set untuk meng-enable semua jenis interupsi.

2. Bit6  T (Bit Copy Storage), Instruksi BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber atau tujuan dalam operasi bit. Suatu bit dalam sebuah register GPR dapat disalin ke bit T menggunakan instruksi BST, dan sebaliknya bit T dapat disalin kembali kesuatu bit dalam register GPR dengan menggunakan instruksi BLD.

3. Bi5H (Half Cary Flag)

4. Bit4  S (Sign Bit) merupakan hasil operasi EOR antara flag –N (negative) dan flag V (complement overflow).

5. Bit3  V (Two_’s Component Overflow Flag) Bit ini berfungsi untuk mendukung operasi matematis.

6. Bit2  N (Negative Flag) Flag N akan menjadi Set, jika suatu operasi matematis menghasilkan bilangan negatif.

7. Bit1Z (Zero Flag) Bit ini akan menjadi set apabila hasil operasi matematis menghasilkan bilangan 0.

8. Bit0  C (Cary Flag) Bit ini akan menjadi set apabila suatu operasi menghasilkan carry.

2.3.6 Bahasa Pemrograman ATMega8535

Pemrograman mikrokontroler ATMega8535 dapat menggunakan low level language (assembly) dan high level language (C, Basic, Pascal, Java, dll) tergantung compiler yang digunakan. Bahasa Assembler mikrokontroler AVR memiliki kesamaan instruksi, sehingga jika pemrograman satu jenis mikrokontroler AVR sudah dikuasai, maka akan dengan mudah menguasai pemrograman keseluruhan mikrokontroler jenis mikrokontroler AVR. Namun bahasa assembler relatif lebih sulit dipelajari dari pada bahasa C. Untuk pembuatan suatu proyek yang besar akan memakan waktu yang lama serta penulisan programnya akan panjang. Sedangkan

bahasa C memiliki keunggulan dibanding bahasa assembler yaitu independent terhadap hardware serta lebih mudah untuk menangani project yang besar.

Bahasa C memiliki keuntungan-keuntungan yang dimiliki bahasa assembler (bahasa mesin), hampir semua operasi yang dapat dilakukan oleh bahasa mesin, dapat dilakukan dengan bahasa C dengan penyusunan program yang lebih sederhana dan mudah. Bahasa C terletak diantara bahasa pemrograman tingkat tinggi dan assembly.

2.4 Water Flow Sensor G1/2

Sebuah sensor aliran adalah alat untuk merasakan laju aliran fluida. Biasanya sensor aliran elemen penginderaan digunakan dalam flow meter, atau aliran logger, untuk merekam aliran cairan. Seperti yang terjadi pada semua sensor, akurasi mutlak pengukuran memerlukan fungsi untuk kalibrasi. Ada berbagai jenis sensor aliran dan aliran meter, termasuk beberapa yang memiliki baling-baling yang didorong oleh cairan, dan dapat mendorong potensiometer putar, atau perangkat sejenis. Sensor aliran lain didasarkan pada sensor yang mengukur transfer panas yang disebabkan oleh media bergerak. Prinsip ini umum untuk mikrosensor untuk mengukur aliran.

Flow meter yang terkait dengan perangkat yang disebut velocimeters yang mengukur untuk pengukuran aliran udara, tetapi untuk cairan, sering lebih mudah untuk mengukur aliran. Untuk cairan sering dikenal dengan sebutan water flow sensor. Water flow sensor terdiri dari tubuh katup 23olynom, rotor air, dan sensor hall efek. Ketika air mengalir melalui, gulungan rotor-rotor. Kecepatan perubahan dengan tingkat yang berbeda aliran. Sesuai sensor hall efek output sinyal pulsa. Kelebihan sensor ini adalah hanya membutuhkan 1 sinyal (SIG) selain jalur 5V dc dan Ground. Perhatikan gambar berikut:

1 Valve body 1 PA66+33%glass fiber

2 Stainless steel bead 1 Stainless steel SUS304

3 Axis 1 Stainless steel SUS304

4 Impeller 1 POM

5 Ring magnet 1 Ferrite

7 O-seal ring 1 Rubber

8 Electronic seal ring 1 Rubber

9 Cover 1 PA66+33%glass fiber

10 Screw 4 Stainless steel SUS304 3.0*11

11 Cable 1 1007 24AWG

2.4.1 Spesifikasi Sensor Flow

a. Bekerja pada tegangan 5V DC-24VDC b. Arus Maksimum saat ini 15 mA (DC 5V) c. Berat sensor 43 g

d. Tingkat Aliran rentang 0,5 ~ 60 L / menit e. Suhu Pengoperasian 0 ° C ~ 80 °

f. Operasi kelembaban 35% ~ 90% RH

g. Operasi tekanan bawah 1.75Mpa h. Store temperature -25°C~+80° i. Store humidity 25%~90%RH

Water flow sensor ini terdiri atas katup 25olynom, rotor air, dan sebuah sensor hall-effect. Prinsip kerja sensor ini adalah dengan memanfaatkan fenomena efek Hall. Efek Hall ini didasarkan pada efek medan 25olynomi terhadap partikel bermuatan yang bergerak. Ketika ada arus listrik yang mengalir pada divais efek Hall yang ditempatkan dalam medan magnet yang arahnya tegak lurus arus listrik, pergerakan pembawa muatan akan berbelok ke salah satu sisi dan menghasilkan medan listrik. Medan listrik terus membesar hingga gaya Lorentz yang bekerja pada partikel menjadi nol. Perbedaan potensial antara kedua sisi divais tersebut disebut potensial Hall. Potensial Hall ini sebanding dengan medan magnet dan arus listrik yang melalui divais.

Pembacaan nilai aliran pada water flow sensor menggunakan prinsip efek hall yang mengkonversi dari besaran GGL menjadi bentuk pulsa. Proses pengkonversian

berlangsung dalam sensor. Adanya fluida yang mengalir pada sensor mengakibatkan kincir pada sensor akan berputar. Putaran pada kincir akan menimbulkan medan magnet pada kumparan yang terdapat pada water flow sensor. Medan magnet tersebut yang akan dikonversikan oleh efek Hall menjadi pulsa. Perlu diketahui putaran pada kincir sangat dipengaruhi oleh kekentalan fluida yang diairkan. Semakin kental fluida yang dialirkan maka akan semakin lambat putaran kincir sehingga frekuensi yang dihasilkan akan semakin kecil juga dalam bentuk high dan low demikian sebaliknya semakin cair fluida yang dialirkan amaka akan semakin cepat putaran kincir.

2.5 Interpolasi Lagrange

Analisa yang digunakan pada program adalah dengan menentukan suatu titik temu dari beberapa jenis data yang dimasukkan dalam hal ini nilai viskositas teori terhadap banyaknya rotasi (rpsmax) fluida tersebut. Range data antara nilai maksimum dan nilai minimum yang jauh berbeda dan tidak linear maka digunakan perhitungan dengan menggunakan metode numerik interpolasi langrange. Interpolasi Lagrange diterapkan untuk mendapatkan fungsi 26polynomial P(x) berderajat tertentu yang melewati sejumlah titik data. Misalnya, untuk mendapatkan fungsi 26polynomial berderajat satu yang melewati dua buah titik yaitu (x0, y0) dan (x1, y1). Ada beberapa langkah yang harus dibuat sehingga diperoleh data hingga berorde tiga. Langkah pertama yang kita lakukan adalah mendefinisikan fungsi berikut :

Bentuk polinomial Newton order satu:

f1(x) = f (x0) + (x–x0) f [x1, x0] ...(2.3) Pembagian beda hingga yang ada dalam persamaan di atas mempunyai bentuk:

f [x1, x0] =

0 1

0

1) ( )

( x x x f x f  

f [x1, x0] =

1 0

0 0

1

1) ( )

( x x x f x x x f    ...(2.4) Substitusi persamaan (2.3) ke dalam persamaan (2.4) memberikan:

f1(x) = f (x0) + 0 1 0 x x x x  

f (x1) +

1 0 0 x x x x  

f (x0) ...(2.5) Dengan mengelompokkan suku-suku di ruas kanan maka persamaan di atas menjadi:

f1(x) = 

          1 0 0 1 0 1 0 x x x x x x x x

f (x0) +

0 1 0 x x x x  

f (x1) atau

f1(x) =

1 0 1 x x x x  

f (x0) +

0 1 0 x x x x  

f (x1) ………(2.6)

Persamaan (2.6) dikenal dengan interpolasi polinomial Lagrange order satu. Benar-benar melewati titik (x0, y0) dan (x1, y1). Persamaan tersebut berlaku untuk berorde satu, dengan perhitungan yang sama akan dapat ditentukan untuk yang berorde dua sebagai berikut :

f1(x) =

1 0 1 x x x x   2 0 2 x x x x  

f (x0) +

0 1 0 x x x x   2 1 2 x x x x  

f (x1) +

0 2 0 x x x x   1 2 1 x x x x  

f (x2) ...(2.7) Bentuk umum interpolasi polinomial Lagrange order n adalah:

fn(x) = ( ) n 0 i i x L 

 f (xi) ...(2.8)

dengan

Li(x) =



    n i j

j i j

j

0 x x

x x

...(2.9)

Simbolmerupakan perkalian.

Dengan menggunakan persamaan (2.8) dan persamaan (2.9) dapat dihitung interpolasi Lagrange order yang lebih tinggi, misalnya untuk interpolasi Lagrange order 1, persamaan tersebut adalah:

f1(x) = L (x) 1

0





i

L0(x) = ) x x x x ( 1 0 1  

L1(x) = )

x x x x ( 0 1 0  

Sehingga bentuk interpolasi polinomial Lagrange order 1 adalah:

f1(x) =

) x x x x ( 1 0 1  

f (x0) + ) x x x x ( 0 1 0  

f (x1) ………..(2.11)

Dengan menggunakan persamaan (2.8) dan persamaan (2.9) dapat dihitung pula interpolasi Lagrange order 2 adalah:

F2(x) = L (x)

2

0





i

i f (xi) = L0(x) f (x0) + L1(x) f (x1) + L2(x) f (x2)…..(2.12)

I=0 L0(x) = )

x x x x )( x x x x ( 2 0 2 1 0 1    

I=1 L1(x) = )

x x x x )( x x x x ( 2 1 2 0 1 0    

I=2 L2(x) = )

x x x x )( x x x x ( 1 2 1 0 2 0    

Langkah kedua untuk memperoleh bentuk interpolasi polinomial Lagrange berorder 2 adalah:

f2(x) = )

x x x x )( x x x x ( 2 0 2 1 0 1    

f (x0) + )

x x x x )( x x x x ( 2 1 2 0 1 0    

f (x1)

+ ) x x x x )( x x x x ( 1 2 1 0 2 0    

f (x2) + )

x x x x )( x x x x ( 1 3 1 0 3 0    

f (x3) …………(2.13)

Dengan menggunakan persamaan (2.8) dan persamaan (2.9) dapat dihitung pula interpolasi Lagrange order yang lebih tinggi, misalnya untuk interpolasi Lagrange order 3, persamaan tersebut adalah:

f3(x) = ( ) 3 0 i i x L 

L0(x) = ( )( )( ) 3 0 3 2 0 2 1 0 1 x x x x x x x x x x x x      

L1(x) = ( )( )( )

3 1 3 2 1 2 0 1 0 x x x x x x x x x x x x      

L2(x) = ( )( )( )

3 2 3 1 2 1 0 2 0 x x x x x x x x x x x x      

L3(x) = ( )( )( )

2 3 2 1 3 1 0 3 0 x x x x x x x x x x x x      

Langkah ketiga bentuk interpolasi polinomial Lagrange order 3 adalah:

f3(x) = ( )( )( )

3 0 3 2 0 2 1 0 1 x x x x x x x x x x x x      

f (x0) + ( )( )( ) 3 1 3 2 1 2 0 1 0 x x x x x x x x x x x x      

f (x1)

+ ( )( )( ) 3 2 3 1 2 1 0 2 0 x x x x x x x x x x x x      

f (x2) + ( )( )( ) 2 3 2 1 3 1 0 3 0 x x x x x x x x x x x x      

f (x3) ...(2.15)

Pada perancangan alat yang akan digunakan interpolasi langrange dengan berorde 3. Dengan keterangan x0, x1, x2, x3merupakan banyaknya putaran maksimum yang dihasilkan oleh sensor untuk setiap fluida sedangkan f (x0) , f (x1), f (x2), dan f (x3) merupakan nilai viskositas untuk setiap sampel pada setiap putarannya yakni pada x0, x1, x2, x3.

3.1 Diagram Blok

Fluida ditampung penampungan fluida, langsung mengalir ( menampilkan banyakn viskositasnya. Adapun berfungsi dapat diliha

a. Wadah fluida diukur nilai vi penampungan pada penampung b. Wadah fluida

viskositasnya hi

BAB III

PERANCANGAN SISTEM

mpung pada wadah fluida dengan kondisi se da, kran diatur dalam kondisi tertutup sehingg

(tumpah). Ketika fluida mengalir maka pa aknya Rotate Per Sekon (RPS), RPS maksi apun diagram blok rangkaian sehingga ra ihat pada gambar berikut :

Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian

uida berfungsi untuk tempat penampungan flui i viskositasnya, tepat setelah sensor flow se an fluida diberikan kran sehingga ketika flui

pungan fluida tersebut tidak langsung tumpah. da diisi dengan fluida tertentu yang akan diukur ya hingga penuh.

si sebelum menuju hingga fluida tidak pada LCD akan ksimum dan nilai rangkaian dapat

fluida yang akan sebelum menuju fluida dimasukkan

h.

c. Setelah penampungan terisi penuh, penampungan fluida telah tersedia selanjutnya kran dibuka sehingga fluida mengalir.

d. Aliran fluida akan menyebabkan sensor aktif dan membaca banyak putaran yang terjadi selama aliran fluida berlangsung. Banyak putaran tersebut menjadi inputan sehingga viskositas fluida akan terukur. Banyak putaran yang terjadi (rps) dan pengolahan data merupakan program yang dimasukkan pada mikrokontroller sedangkan hasil pembacaan nilai akibat program pada mikrokontroller merupakan output ditampilkan pada LCD yaitu besar rps, rpsmaxdan nilai viskositasnya.

Bentuk aliran flowchart dapat kita lihat pada gambar berikut :

Ketika fluida dialirkan maka sensor akan membaca nilai rps, rpsmax sehingga timer akan diatur sebesar 1 detik. Apabila timernya tidak mencapai satu detik maka sensor akan membaca kembali, sebaliknya jika telah dibaca timer 1 detik maka nilai rps akan menjadi lebih besar dari rpsmaxdan rps tersebut menjadi rpsmax. Nilai rpsmax tersebut diolah dengan menggunakan interpolasi Lagrange dengan memasukkan data yang diuji sebelumnya yakni banyaknya putaran maksimum yang dihasilkan oleh sensor untuk setiap fluida (rps) dan nilai viskositas untuk setiap sampel pada setiap putarannya sehingga dapat diprediksi nilai viskositas fluida lain yang dialirkan pada data interpolasi tersebut yang akan ditampilkan pada LCD dalam bentuk rps, rpsmaxdan viskositas.

3.2 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Kompoen utama dari rangkaian ini adalah IC mikrokontroler ATMega8535. Pada IC inilah semua program diisikan, sehingga rangkaian dapat berjalan sesuai dengan yang dikehendaki. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar berikut ini.

Gambar 3.3. R

3.3 Rangkaian Catu D

Rangkaian ini yang ada. Rangkaian 5 Volt dan 12 Volt. seluruh rangkaian, s tegangan pada motor yang dibuat:

3.3. Rangkaian Minimum Mikrokontroler ATMeg

tu Daya

ini berfungsi untuk mensuplai tegangan ke se an catu daya yang dibuat terdiri dari 2 tegangan olt. Keluaran 5 Volt digunakan untuk mensuppl n, sedangkan keluaran 12 Volt digunakan unt otor stepper saja. Berikut ini adalah skema rang

Mega 8535

seluruh rangkaian ngan keluaran, yaitu nsupplai tegangan ke n untuk mensuplai ngkaian catu daya

Gam

Transformator akan menurunkan te tegangan 12 Volt AC 12 Volt DC. Kemudi Tegangan yang sudah bertujuan agar tegang walaupun terjadi peruba

3.4 Rangkaian Flow S

Water flow sensor hall-effect. Ketika a

mengenai rotor, dan ketika kecepatan alir sebanding dengan pul dan gambar skematik r

a. Fisik Water flow Gambar 3.4

ambar 3.3 Skematik Rangkaian Catu Daya

tor yang digunakan adalah transformator CT n tegangan 220 Volt AC menjadi 12 Volt A

C ini disearahkan oleh 2 buah dioda 1N5900 se udian tegangan ini diratakan menggunakan kap sudah diratakan ini kemudian di regulasi oleh L

gangan yang dihasilkan oleh catu daya ini teta rubahan tegangan pada bagian input tegangan da

ow Sensor

sensor ini terdiri atas katup plastik, rotor air, da

air mengalir melalui pipa dalam sensor i n membuatnya berputar. Kecepatan putar rotor aliran air berubah pula. Output dari sensor pulsa yang dihasilkan oleh rotor. Berikut ini ada tik rangkaian flow sensor.

r flow sensor G1/2 b. skematik rangkaian bar 3.4 Fisik dan skematik Water Flow Sensor G aya

T Stepdown yang t AC. Kemudian, sehingga menjadi kapasitor 3300 μ F. h LM7805. Hal ini tetap pada 5 Volt n dari catu daya.

, dan sebuah sensor nsor ini, maka akan otor akan berubah nsor hall-effect akan adalah bentuk fisik

ian flow sensor nsor G1/2

Tabel 3.1 P War Pin 1 ( Pin 2 (

Pin 3 (

3.6 Rangkaian LC

Mikrokontroll dengan LCD seperti pa

3.1 Pin Water flow sensor G1/2

Warna pin Fungsi

in 1 (merah) Vcc (+5 V DC) n 2 (kuning) Output pulsa

in 3 (hitam) GND

LCD

Gambar 3.5 Skematik Rangkaian LC oller yang telah diisikan program kemudia ti pada gambar berikut :

LCD

BAB IV

PENGUJIAN ALAT DAN HASIL PENGUKURAN

4.1 Pengujian Sampel

Program diolah dengan menguji nilai viskositas sampel di laboratoriom yang selanjutnya digunakan sebgai nilai viskositas teori. Adapun tempat penelitian untuk pengujian sampel dilakukan di laboratorium fisika Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI) Medan. Adapun hasil pengujian nilai viskositas sampel yang digunakan dapat dilihat pada tabel 4.1, tabel 4.2, tabel 4.3 dan tabel 4.4 berikut:

a. Untuk sampel air.

Tebel 4.1 Hasil pengukuran viskositas air

NO t1 (s) t2 (s) KV1 (Cst) KV2(Cst) (Cst) ŋ (cP)

1 50,00 60,70 0,8850 O,8144 0,8497 0,8378

2 47,49 63,81 0,8405 0,8422 0,8413 0,8295

3 48,17 63,73 0,8520 0,8412 0,8466 0,8347

ŋ = 0,8340 cP

Viskosimeter yang digunakan adalah tabung Fenske dengan K1 0,0177 dan K2 0,0132 dengan kondisi suhu kamar

b. Untuk sampel solar

Tebel 4.2 Hasil pengukuran viskositas solar

NO t1 (s) t2 (s) KV1 (Cst) KV2(Cst) (Cst) ŋ (cP)

1 225,30 307,10 3,9878 4,0537 4,0207 3,2200

2 225,80 308,90 3,9966 4,0774 4,0370 3,2336

3 227,30 306,00 4,0232 4,0392 4,0312 3,2289

Viskosimeter yang digunakan adalah tabung Fenske dengan K1 0,0177 dan K2 0,0132 dengan kondisi suhu kamar.

c. Untuk sampel minyak rem “top 1”

Tabel 4.3 Hasil pengukuran minyak rem “top 1”

NO Waktu Alir Air Waktu Alir Sampel ŋ (cP)

1 10,72 189,20 15,1872

2 10,81 190,70 15,1802

3 10,78 101,50 15,2864

ŋ = 15,2179 cP

Viskosimeter yang digunakan adalah tabung Ostwald dengan kondisi suhu kamar.

d. Untuk sampel minyak goreng “sania”

Tabel 4.4 Hasil pengukuran minyak goreng “sania” NO Waktu alir air Waktu alir sampel ŋ (cP)

1 10,72 648,40 43,5352

2 10,81 648,00 43,6146

3 10,78 651,20 43,4800

ŋ = 43,3871 cP

Viskosimeter yang digunakan adalah tabung Ostwald dengan kondisi suhu kamar.

4.2 Pengujian Putaran (rps) dan Pemrograman Viskositas Alat

4.2.1 Data Pengujian

Sampel yang telah diuji menjadi inputan yang akan diolah pada alat untuk mendapatkan rps dan rpsmax dan kemudian diprogram untuk mendapatkan nilai

viskositas yang dibutuhkan. Adapun pengujian sampel tersebut dapat dilihat pada tabel 4.5, tabel 4.6, tabel 4.7 dan tabel 4.8 berikut:

a. Untuk sampel air

Tabel 4.5 Hasil pengukuran air

NO PENGUJIAN rpsmax

1 I 22

2 II 22

3 III 22

4 IV 21

5 V 22

6 VI 22

7 VII 22

8 VIII 22

9 IX 22

10 X 22

b. Untuk sampel solar

Tabel 4.6 Hasil pengukuran solar

NO PENGUJIAN rpsmax

1 I 21

2 II 21

3 III 21

4 IV 21

5 V 21

6 VI 21

7 VII 21

8 VIII 21

9 IX 21

c. Untuk sampel minyak rem “top 1” Tabel 4.7 Hasil pengukuran minyak rem

NO PENGUJIAN rpsmax

1 I 17

2 II 17

3 III 17

4 IV 16

5 V 17

6 VI 17

7 VII 17

8 VIII 17

9 IX 16

10 X 17

d. Untuk sampel minyak goreng “sania”

Tabel 4.8 Hasil pengukuran minyak goreng “sania”

NO PENGUJIAN rpsmax

1 I 8

2 II 8

3 III 8

4 IV 8

5 V 8

6 VI 8

7 VII 8

8 VIII 7

9 IX 8

4.2.1 Analisa Data

Data rpsmax yang diperoleh tidak dirata-ratakan dan sebaliknya digunakan data yang paling sering muncul dikarenakan output yang dihasilkan oleh sensor telah berbentuk pulsa berbentuk digital. Berdasarkan data hasil pengujian pada tabel 4.5, tabel 4.6, dan tabel 4.7, tabel 4.8 maka dapat disimpulkan data yang digunakan untuk rpsmax pada tabel 4.9 berikut :

Tabel 4.9 Hasil pengukuran rpsmaxsampel keseluruhan

NO Sampel rpsmax

1 Air 22

2 Solar 21

3 Minyak rem 17

4 Minyak goreng 8

Data rpsmax tersebut diolah dengan menggunakan interpolarsi metode numerik yakni Interpolasi Lagrange. Interpolasi adalah suatu proses untuk menemukan dan mengevaluasi fungsi yang grafiknya melewati himpunan titik-titik yang diberikan. Interpolasi digunakan untuk memperkirakan suatu fungsi hanya dengan data-data yang telah diketahui sehingga berguna untuk menaksir harga-harga tengah antara titik data yang sudah ditentukan. Jenis interpolasi yang kita gunakan dalam persamaan ini adalah interpolasi Lagrange berorde tiga dengan bentuk persamaan sebagai berikut :

f3(x) =( )( )( )

3 0 3 2 0 2 1 0 1 x x x x x x x x x x x x     

 _{f (x}

0) +( )( )( )

3 1 3 2 1 2 0 1 0 x x x x x x x x x x x x     

 _{f (x}

1) + ( )( )( ) 3 2 3 1 2 1 0 2 0 x x x x x x x x x x x x     

 _f(x

2)+( )( )( )

2 3 2 1 3 1 0 3 0 x x x x x x x x x x x x     

 _{f (x}

3) (4.1)

Dengan : x0 = 22 ; x1 = 21 ; x2 = 17 dan x3 = 8 yang merupakan rpsmax sampel sedangkan f(x0) = 0.8340 ; f(x1) = 3.2289 ; f(x2) = 15.2179 dan f(x3) =

42.3878 yang merupakan nilai viskositas sampel pada pengujian di laboratorium.

4.3 Pengujian Alat

4.3.1 Data Pengujian

Sampel yang akan diukur viskositasnya adalah oli kotor yang kemudian hasil pengukuran nilai viskositas dibandingkan dengan pengujian kembali di laboratorium fisika di PTKI sebagai nilai viskositas secara teori. Hasil pengukuran viskositas oli kotor dengan menggunakan alat viskosimeter digital dapat dilihat pada tabel 4.10 berikut :

Tabel 4.10 Hasil pengukuran rpsmax dan viskositas oli kotor

NO PENGUJIAN rpsmax Visco (cP)

1 I 13 28,5418

2 II 13 28,5418

3 III 13 28,5418

4 IV 13 28,5418

5 V 14 25,2539

6 VI 13 28,5418

7 VII 13 28,5418

8 VIII 13 28,5418

9 IX 14 25,2539

4.3.1 Analisa Data

Berdasarkan tabel 4.10 tersebut, maka dapat ditentukan viskositas oli kotor hasil pengukuran alat merupakan rata-rata hasil pengukuran sehingga viskositas (ŋ) = 27,8842 cP. Hasil pengukuran tersebut dibandingkan dengan pengukuran viskositas oli kotor di laboratorium fisika di PTKI yaitu sebesar 25,3884 cP sesuai dengan yang telah terlampir pada lampiran. Dengan demikian dapat ditentukan ralat dari alat yang telah dibuat adalah sebagai berikut :

% ralat = 100%

% ralat = , ,

, 100%

% ralat = 7,7067 %

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Pengukuran viskositas fluida dapat dilakukan dengan memanfaatkan water flow sensor G ½ berbasis Mikrokontroller 8535, yakni menghubungkan jumlah putaran pada water flow sensor G ½ dengan viskositas fluida melalui hubungan Interpolasi Lagrange.

2. Batas pengukuran yang dapat dilakukan adalah berkisar antara 0,8340 – 43,3871 cP dengan kesalahan pengukuran sebesar 7,7067 %

5.1 Saran

Pada perancangan dan realisasi alat ini masih mempunyai banyak kekurangan sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Adapun saran-saran yang diharapkan pada penelitian selanjutnya adalah :

1. Memberikan nilai minimum dan maksimum dengan range yang lebih besar lagi sehingga memungkinkan lebih banyak sampel yang dapat diukur.

2. Menambah data inputan yang pastinya akan membuat perhitungan lebih akurat sehingga ralat dapat diminimalisasikan.

3. Jika diperoleh nilai rps tidak pada 8 _– 22 rps maka diperlukan membuat hubungan dengan bentuk ekstrapolasi Lagrange.

DAFTAR PUSTAKA

Agfianto. 2004. Belajar Mikrokontroler Teori dan Aplikasi. Edisi Kedua. Gava Media. Yogyakarta.

Agfianto. 2002. Teknik Antarmuka Komputer Konsep dan Aplikasi. Edisi Pertama. Graha Ilmu. Yogyakarta.

Ardi Winot. 2008. Mikrokontroler AVR _– Atmega8/32/16/8535 dan pemrogramanya dengan bahasa C pada WinAVR. Informatika. Bandung. Bejo, Agus. 2008. C & AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C Dalam

Mikrokontroler ATMega8 dan ATMega8535. Graha Ilmu . Yogyakarta. Halliday, David. 1985. Fisika. Edisi Kedua. Jilid I. Erlangga.

Haryanto. 2005. Pemrogaman Bahasa C Untuk Mikrokontroler ATMega8. Elex Media Komputindo. Jakarta.

Malvino, Albert Paul. 1995. Prinsip-Prinsip Elektronika. Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.

Zemansky, Sears. 2003. Fisika Universitas. Edisi Kesepuluh. Jilid II. Erlangga. Jakarta.

Wordpress. 2012. Defenisi Fluida Dan Jenis _– Jenis Aliran Fluida (http://muhnabil.wordpress.com/2012/06/26/defenisi-fluida-dan-jenis-jenis-aliran-fluida/) [ diakses 13 Januari 2013]

Wordpress. 2012. Paper Koefisien Kekentalan Zat Cair (http://novanurfauziawati.files.wordpress.com/2012/01/paper-koefisien-kekentalan-zat-cair.pdf) [ diakses 11 Juni 2013]

Wordpress. 2012. Viskosimeter. (http://www.sianalytics.com/fileadmin/ upload//Gebrauchsanleitungen/Viskosimeterie/Viskosimeter/CannonFensk

e/GER/CannonFenske%20Routine%20viscometer_145%20KB_German-PDF.pdf). [diakses 15 Mei 2013]

Wordpress. 2012. Metode. Interpolasi Lagrange (http://www. storebox1.info/v826/?product_name=metode+interpolasi+lagrange+pdf&i nstaller_file_name=metode+interpolasi+lagrange+pdf&reffer=http%3A% 2F%2Fcacaorchid.files.wordpress.com%2F2012%2F10%2Fmetode-interpolasi-lagrange.pdf). [diakses 23 Mei 2013]

Program Keseluruhan

********************************************************************* This program was produced by the

CodeWizardAVR V1.25.8 Standard Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l. http://www.hpinfotech.com

Project : Version :

Date : 15/05/2013 Author : F4CG Company : F4CG Comments:

Chip type : ATmega8535 Program type : Application Clock frequency : 11,059200 MHz Memory model : Small

External SRAM size : 0 Data Stack size : 128

********************************************************************* #include <mega8535.h>

int frekuensi=0;

float visco, x, x0, x1, x2, x3, fx0, fx1, fx2, fx3, vis1, vis2, vis3, vis4; int putaran1, putaran2;

char data[16];

// Alphanumeric LCD Module functions #asm

.equ __lcd_port=0x15 ;PORTC #endasm

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

// External Interrupt 0 service routine

interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void) {

// Place your code here frekuensi++;

}

// Timer 1 overflow interrupt service routine interrupt [TIM1_OVF] void timer1_ovf_isr(void) {

// Reinitialize Timer 1 value TCNT1H=0xD5D0 >> 8; TCNT1L=0xD5D0 & 0xff;

putaran1=frekuensi; frekuensi=0;

}

// Declare your global variables here void main(void)

{

// Declare your local variables here // Input/Output Ports initialization // Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=P PORTB=0x01;

DDRB=0x00;

// Port C initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In // State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 0 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC0 output: Disconnected TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00; OCR0=0x00;

// Timer/Counter 1 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 1 Stopped // Mode: Normal top=FFFFh

// OC1A output: Discon. // OC1B output: Discon. // Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge // Timer 1 Overflow Interrupt: On // Input Capture Interrupt: Off // Compare A Match Interrupt: Off // Compare B Match Interrupt: Off TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x05; TCNT1H=0xD5; TCNT1L=0xD0; ICR1H=0x00; ICR1L=0x00; OCR1AH=0x00; OCR1AL=0x00; OCR1BH=0x00; OCR1BL=0x00;

// Timer/Counter 2 initialization // Clock source: System Clock // Clock value: Timer 2 Stopped // Mode: Normal top=FFh // OC2 output: Disconnected ASSR=0x00;

TCCR2=0x00; TCNT2=0x00; OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization // INT0: On

// INT0 Mode: Falling Edge // INT1: Off

// INT2: Off GICR|=0x40; MCUCR=0x02; MCUCSR=0x00; GIFR=0x40;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization TIMSK=0x04;

// Analog Comparator initialization // Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

lcd_init(16);

// Global enable interrupts #asm("sei")

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("My Project"); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Viscositas"); delay_ms(3000); lcd_clear(); putaran2=0; x0=22; x1=21; x2=17; x3=8; fx0=0.8340; fx1=3.2289; fx2=15.2179; fx3=42.3878; while (1)

{

// Place your code here

sprintf(data,"put=%d",putaran1); lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(data);

if(putaran2<=putaran1) {putaran2=putaran1;} sprintf(data,"max=%d",putaran2);

lcd_gotoxy(9,0); lcd_puts(data); x=putaran2;

vis1 = ((x - x1) / (x0 - x1)) * ((x - x2) / (x0 - x2)) * ((x - x3) / (x0 - x3)) * fx0; vis2 = ((x - x0) / (x1 - x0)) * ((x - x2) / (x1 - x2)) * ((x - x3) / (x1 - x3)) * fx1; vis3 = ((x - x0) / (x2 - x0)) * ((x - x1) / (x2 - x1)) * ((x - x3) / (x2 - x3)) * fx2; vis4 = ((x - x0) / (x3 - x0)) * ((x - x1) / (x3 - x1)) * ((x - x2) / (x3 - x2)) * fx3; visco = vis1 + vis2 + vis3 + vis4;

if (putaran2==0){visco=0;}

sprintf(data,"Visco=%0.04f",visco); lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(data);

if (putaran2>=23) {lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Visco = ERROR ");}

if (putaran2<=7 && putaran2>=1) {lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Visco = ERROR ");}

delay_ms(300); lcd_clear(); };

DATA PENGUJIAN VISKOSITAS FLUIDA DI LABORATORIUM FISIKA PTKI (PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI)

MEDAN

Pengujian tanggal 2 April 2013 sebagai nilai teori pada alat yaitu a. Menggunakan viskosimeter Fenske No 100 dengan:

 K1 = 0,0177  K2 = 0,0132

 Suhu = 300C (suhu ruangan)

Sampel Pengujian t1(s) t2(s) KV1(Cst) KV2(Cst) (Cst) ŋ (cP) ŋ (cP)

Air

1 50,00 60,70 0,8850 0,8144 0,8497 0,8378

0,8340 2 47,49 63,81 8,8405 0,8422 0,8413 0,8295

3 48,17 63,73 0,8520 0,8412 0,8466 0,8347

Solar

1 225,3 307,1 3,9878 4,0532 4,0207 3,2220

3,2289 2 225,8 308,9 3,9966 4,0774 4,0370 3,2336

3 227,3 306,0 4,0232 4,0392 4,0312 3,2289

Catt : massa jenis (ρ) air = 0,986 gr/ml dan massa jenis (ρ) solar = o,801 gr/ml

Perhitungan data untuk sampel air sehingga ditemukan ŋ (cP) = 0,8378 cP adalah sebagai berikut :

Dik : t1 = 50,00 s t2 = 60,70 s Dit : ŋ =... ? Penyelesaian

KV1 = K1. t1

= 0,0177 . 50,00 = 0,8850 Cst

KV2 = K2. T2

= 0,0132 . 60,70 = 0,8144 Cst

=

= , ,

Cst

= 0,8497 Cst

ŋ

=

. ρ

= 0,8497 Cst . 0,986 gr/ml = 0,8378 cP

Dengan melakukan perhitungan dan langkah-langkah yang sama untuk setiap pengujian maka dapat ditentukan nilai viskositas akhirnya adalah sebagai nilai

viskositas rata-rata. Dengan metode dan perhitungan serta langkah-langkah yang sama untuk menentukan nilai viskositas solar.

b. Dengan menggunakan Tabung Ostwald

Pengukuran waktu alir air sebagai pembanding pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Waktu alir (s)

1 10,72

2 10,82

3 10,78

Catt : massa jenis (ρ) air pada suhu 300C = 0,9956 gr/ml Viskositas air pada suhu 300C (ŋ) = 0,8007 (cP)

Pengukuran waktu alir sampel pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Sampel Waktu alir (s) ŋ (cP) ŋ (cP)

1

Minyak Goreng “Sania”

648,4 43,5352

43,3871

2 648,0 43,1462

3 651,2 43,4800

1

Minyak Rem “Top 1”

189,2 15,1872

15,2179

2 190,7 15,1802

3 191,5 15,2864

Catt : massa jenis (ρ) minyak goreng “sania” = 0,895 gr/ml massa jenis (ρ) minyak rem “top 1” = 1,070 gr/ml

Perhitungan data untuk sampel minyak goreng “sania” sehingga ditemukan ŋ (cP) = 43,5352cP adalah sebagai berikut :

Dik : viskositas air (ŋ2) = 0,8007 cP

massa jenis minyak goreng “sania” (ρ1)= 0,895 gr/ml

massa jenis air (ρ2) = 0,9956 gr/ml

waktu alir minyak goreng “sania” (t1) = 648,4 s waktu alir air (t2) = 10,72 s

Dit : viskositas minyak goreng “sania” (ŋ2) Penyelesaian.

Pengukuran dengan menggunakan viskosimeter Ostwald digunakan persamaan berikut ini :

ŋ

Dengan : ŋ1 = viskositas yang dicari ŋ2 = viskositas air

ρ1 = massa jenis fluida yang dicari viskositasnya ρ2 = massa jenis air

t1 = waktu alir fluida yang dicari viskositasnya t2 = waktu alir air.

Sehingga dapat ditentukan hasil viskositas minyak goreng “sania” yaitu :

ŋ

,

=

, . ,

, . ,

ŋ

,

=

, ,

ŋ

1 = 43,5352 cP

Dengan melakukan perhitungan dan langkah-langkah yang sama untuk setiap pengujian maka dapat ditentukan nilai viskositas akhirnya adalah sebagai nilai viskositas rata-rata. Dilakukan perhitungan dengan langkah-langkah yang sama untuk pengujian sampel minyak rem “top 1”

Medan, 20 Juni 2013

Ka. Lab Fisika PTKI

(Evi Christiani Sitepu, S.Si. MSi)

DATA PENGUJIAN VISKOSITAS FLUIDA

Data pengujian hasil pengukuran viskositas di laboratorium Fisika PTKI sebagai data pembanding (kalibrasi) pengukuran pada alat. Waktu pengujian pada tanggal 17 Juni 2013

Pengujian dilakukan dengan menggunakan Tabung Ostwald

Pengukuran waktu alir sampel pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Sampel Waktu alir (s) ŋ (cP) ŋ (cP)

1

Oli Kotor

412,0 25,7175

25,8890

2 418,9 25,9294

3 419,2 26,0202

1

Sirup

1.410 124,3939

123,8343

2 1.415 123,6862

3 1.408 123,4230

Catt : massa jenis (ρ) oli kotor = 0,832 gr/ml massa jenis (ρ) sirup = 1,176 gr/ml

untuk waktu alir air dan metode pengukuran disesuaikan dengan pengujian sebelumnya yakni pada tanggal 2 April 2013.

Medan, 20 Juni 2013 Ka. Lab Fisika PTKI

(Evi Christiani Sitepu, S.Si. MSi)

51

lcd_init(16);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_putsf("My Project");

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_putsf("Viscositas");

delay_ms(3000);

lcd_clear();

putaran2=0;

x0=22;

x1=21;

x2=17;

x3=8;

fx0=0.8340;

fx1=3.2289;

fx2=15.2179;

fx3=42.3878;

while (1)

{

// Place your code here

sprintf(data,"put=%d",putaran1);

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts(data);

if(putaran2<=putaran1) {putaran2=putaran1;}

sprintf(data,"max=%d",putaran2);

lcd_gotoxy(9,0);

lcd_puts(data);

x=putaran2;

vis1 = ((x - x1) / (x0 - x1)) * ((x - x2) / (x0 - x2)) * ((x - x3) / (x0 - x3)) * fx0;

vis2 = ((x - x0) / (x1 - x0)) * ((x - x2) / (x1 - x2)) * ((x - x3) / (x1 - x3)) * fx1;

vis3 = ((x - x0) / (x2 - x0)) * ((x - x1) / (x2 - x1)) * ((x - x3) / (x2 - x3)) * fx2;

vis4 = ((x - x0) / (x3 - x0)) * ((x - x1) / (x3 - x1)) * ((x - x2) / (x3 - x2)) * fx3;

visco = vis1 + vis2 + vis3 + vis4;

if (putaran2==0){visco=0;}

sprintf(data,"Visco=%0.04f",visco);

lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts(data);

if (putaran2>=23) {lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Visco = ERROR ");}

if (putaran2<=7 && putaran2>=1) {lcd_gotoxy(0,1); lcd_putsf("Visco = ERROR

");}

delay_ms(300);

lcd_clear();

};

DATA PENGUJIAN VISKOSITAS FLUIDA DI LABORATORIUM FISIKA PTKI (PENDIDIKAN TEKNOLOGI KIMIA INDUSTRI)

MEDAN

Pengujian tanggal 2 April 2013 sebagai nilai teori pada alat yaitu a. Menggunakan viskosimeter Fenske No 100 dengan:

 K1 = 0,0177

 K2 = 0,0132

 Suhu = 300C (suhu ruangan)

Sampel Pengujian t1(s) t2(s) KV1(Cst) KV2(Cst) (Cst) ŋ (cP) ŋ (cP)

Air

1 50,00 60,70 0,8850 0,8144 0,8497 0,8378

0,8340 2 47,49 63,81 8,8405 0,8422 0,8413 0,8295

3 48,17 63,73 0,8520 0,8412 0,8466 0,8347

Solar

1 225,3 307,1 3,9878 4,0532 4,0207 3,2220

3,2289 2 225,8 308,9 3,9966 4,0774 4,0370 3,2336

3 227,3 306,0 4,0232 4,0392 4,0312 3,2289

Catt : massa jenis (ρ) air = 0,986 gr/ml dan massa jenis (ρ) solar = o,801 gr/ml

Perhitungan data untuk sampel air sehingga ditemukan ŋ (cP) = 0,8378 cP adalah sebagai berikut :

Dik : t1 = 50,00 s

t2 = 60,70 s

Dit : ŋ =... ? Penyelesaian

KV1 = K1. t1

= 0,0177 . 50,00

KV2 = K2. T2

= 0,0132 . 60,70

= 0,8144 Cst

=

= , ,

Cst

= 0,8497 Cst

ŋ

=

. ρ

= 0,8497 Cst . 0,986 gr/ml

= 0,8378 cP

Dengan melakukan perhitungan dan langkah-langkah yang sama untuk setiap pengujian maka dapat ditentukan nilai viskositas akhirnya adalah sebagai nilai

viskositas rata-rata. Dengan metode dan perhitungan serta langkah-langkah yang sama untuk menentukan nilai viskositas solar.

b. Dengan menggunakan Tabung Ostwald

Pengukuran waktu alir air sebagai pembanding pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Waktu alir (s)

1 10,72

2 10,82

3 10,78

Catt : massa jenis (ρ) air pada suhu 300C = 0,9956 gr/ml Viskositas air pada suhu 300C (ŋ) = 0,8007 (cP)

Pengukuran waktu alir sampel pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Sampel Waktu alir (s) ŋ (cP) ŋ (cP)

1

Minyak Goreng “Sania”

648,4 43,5352

43,3871

2 648,0 43,1462

3 651,2 43,4800

1

Minyak Rem “Top 1”

189,2 15,1872

15,2179

2 190,7 15,1802

3 191,5 15,2864

Catt : massa jenis (ρ) minyak goreng “sania” = 0,895 gr/ml massa jenis (ρ) minyak rem “top 1” = 1,070 gr/ml

Perhitungan data untuk sampel minyak goreng “sania” sehingga ditemukan ŋ (cP) = 43,5352cP adalah sebagai berikut :

Dik : viskositas air (

ŋ

2) = 0,8007 cP

massa jenis minyak goreng “sania” (

ρ

1)= 0,895 gr/ml

massa jenis air (

ρ

2) = 0,9956 gr/ml

waktu alir minyak goreng “sania” (t1) = 648,4 s

waktu alir air (t2) = 10,72 s

Dit : viskositas minyak goreng “sania” (

ŋ

2)

Penyelesaian.

Pengukuran dengan menggunakan viskosimeter Ostwald digunakan persamaan berikut ini :

ŋ

Dengan : ŋ1 = viskositas yang dicari

ŋ2 = viskositas air

ρ1 = massa jenis fluida yang dicari viskositasnya

ρ2 = massa jenis air

t1 = waktu alir fluida yang dicari viskositasnya

t2 = waktu alir air.

Sehingga dapat ditentukan hasil viskositas minyak goreng “sania” yaitu :

ŋ

,

=

, . , , . ,

ŋ

,

=

, ,

ŋ

1 = 43,5352 cP

Dengan melakukan perhitungan dan langkah-langkah yang sama untuk setiap pengujian maka dapat ditentukan nilai viskositas akhirnya adalah sebagai nilai viskositas rata-rata. Dilakukan perhitungan dengan langkah-langkah yang sama untuk pengujian sampel minyak rem “top 1”

Medan, 20 Juni 2013

Ka. Lab Fisika PTKI

(Evi Christiani Sitepu, S.Si. MSi)

DATA PENGUJIAN VISKOSITAS FLUIDA

Data pengujian hasil pengukuran viskositas di laboratorium Fisika PTKI sebagai data pembanding (kalibrasi) pengukuran pada alat. Waktu pengujian pada tanggal 17 Juni 2013

Pengujian dilakukan dengan menggunakan Tabung Ostwald

Pengukuran waktu alir sampel pada suhu 300C (suhu ruangan) pada saat berlangsungnya pengujian.

Pengujian Sampel Waktu alir (s) ŋ (cP) ŋ (cP)

1

Oli Kotor

412,0 25,7175

25,8890

2 418,9 25,9294

3 419,2 26,0202

1

Sirup

1.410 124,3939

123,8343

2 1.415 123,6862

3 1.408 123,4230

Catt : massa jenis (ρ) oli kotor = 0,832 gr/ml massa jenis (ρ) sirup = 1,176 gr/ml

untuk waktu alir air dan metode pengukuran disesuaikan dengan pengujian sebelumnya yakni pada tanggal 2 April 2013.

Medan, 20 Juni 2013 Ka. Lab Fisika PTKI

(Evi Christiani Sitepu, S.Si. MSi)