Perancangan Dan Pembuatan Alat Pendeteksi Keberadaan Alfatokoferol Pada Paprika Hijau Dengan Menggunakan Sensor Warna TCS3200

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI

KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

SRI KESUMA DEWI 110821030

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2013

PERNYATAAN

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI

KADAR ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU DENGAN

MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200

SKRIPSI

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

Medan, 26 Agustus 2013

SRI KESUMA DEWI 110821030

PERSETUJUAN

Judul : PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT

PENDETEKSI KEBERADAAN

ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR

WARNA TCS3200 Kategori : SKRIPSI

Nama : SRI KESUMA DEWI

Nomor Induk Mahasiswa : 110821030 Program Studi : EKSTENSI FISIKA Departemen : FISIKA

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

UTARA

Diluluskan di

Medan, 26 Agustus 2013

Diketahui/disetujui oleh Pembimbing I Ketua Departemen Fisika FMIPA USU

Dr. Marhaposan Situmorang Drs. Takdir Tamba, M.Eng.Sc NIP : 195507061981021000 NIP : 196006031986011002

PENGHARGAAN

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan anugerah rahmat kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan Laporan Skipsi yang berjudul

“Perancangan Dan Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Alfatokoferol Pada Paprika Hijau Menggunakan Sensor Warna TCS3200” dengan sukses. Shalawat serta salam kami panjatkan kepada murabbi kita Nabi Muhammad SAW, yang karenanya kita bisa menikmati indahnya islam.

Dalam penyusunan laporan ini banyak pihak-pihak lain yang ikut memberikan bantuan baik moral maupun material sehingga selesai lah skripsi ini. Oleh karena itu dengan setulus hati penulis ucapkan terima kasih kepada Bapak Drs. Takdir Tamba, M. Eng.Sc selaku dosen pembimbing pada penyelesaian skripsi ini yang telah memberikan bantuan dan penuh kepercayaan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs.Syahrul Humaidi M.Sc, kepada koordinator program Ekstensi Fisika Drs. Herli Ginting, M.S. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara, semua dosen pada Departemen Fisika FMIPA USU, pegawai di FMIPA USU, dan terimakasih juga kepada kawan-kawan seperjuangan kuliah saya.

Kedua orang tua, bapak dan ibu yang selalu memberikan dukungan moril dan materil serta do‟a yang tiada hentinya. Adik-adikku yang sangat memotivasi dan menginspirasi Andi, Mala, Syahrul. Kak suji, Lia dan Minah yang sudah membantu menyampur sampel. Penghuni “Hurriyah Apartment”, ida, siska, Ade besar, ifah, mira, ade kecil, nisa, reban, tari, fitri. Terima kasih atas manisnya

ukhuwah yang hadir ditengah keterbatasan seorang “skd”. Teman-teman seperjuangan jurusan ekstensi fisika khususnya angkatan 2011 yang selalu

maupun tidak langsung dalam segala hal demi suksesnya penulisan skripsi, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Akhirnya dengan kerendahan hati, penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini jauh dari kesempurnaan, oleh karena itu segala kritik dan saran yang kontsruktif dari semua pihak sangat kami harapkan demi perbaikan penelitian ini. Semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Medan, Juni 2013 Penulis

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI

KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200

ABSTRAK

Vitamin E memiliki manfaat yang sangat banyak untuk manusia. Yaitu untuk meningkatkan daya tahan tubuh, mengurangi stress, mencegah terjadinya kanker, dan mencegah terjadinya penyakit jantung. Sekarang ini juga banyak terdapat metode pengukuran untuk mengetahui kadar atau kuantitas suatu unsur. Salah satunya adalah untuk mengetahui kadar vitamin E atau Alfatokoferol menggunakan prinsip Spektrofotometri. Interaksi tersebut menghasilkan penyerapan (absorbsi).

Berdasarkan uraian tersebut penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk membuat alat pengukur kandungan alfatokoferol pada paprika hijau secara otomatis dengan menggunakan instrumen spektrofotometri. Penerapannya alat ini menggunakan LED putih sebagai sumber cahaya. Prinsip kerjanya cahaya dari LED meneruskannya ke sampel. Sehingga cahaya ditngkap oleh sensor warna dan diteruskan ke Mikrokontroller AT89S52 yang daanya merupakan data biner. Selanjutnya ditampilkan oleh LCD dalam sauan desimal. Hasil pengukuran alat menunjukkan nilai kasalahan rata-rata sebesar 3% adannya kesalahan pengukuran glukosa ini disebabkan karena penyimpangan preparasi sampel dan skala frekuensi yang dihasilkan spektrofotometri kurang stabil.

DESIGNING AND MAKING PRESENCE DETECTION

EQUIPMENT ALFATOKOFEROL GREEN PEPPERS ON USING

SENSOR COLOR TCS3200

ABSTRACT

Vitamin E has countless benefits for humans . Namely to increase endurance , reduce stress , prevent cancer , and prevent heart disease . Nowadays there are also many measurement methods to determine the extent or quantity of an element . One is to determine levels of vitamin E or Alfatokoferol using the principle of spectrophotometry . This interaction produces absorption ( absorption ) . Based on the description of the research was done in order to make the content gauges alfatokoferol on green peppers automatically using spectrophotometric instruments . Application of these tools using white LEDs as a light source . The principle works the light from the LED passes to sample . So light ditngkap by the color sensor and forwarded to the daanya AT89S52 microcontroller is binary data . Subsequently displayed by the LCD in decimal sauan . Outcome measurement tool kasalahan showed an average value of 3% adannya glucose measurement error is caused by irregularities sample preparation and the resulting frequency

scale less stable spectrophotometry .

DAFTAR ISI

Halaman

Persetujuan ii

Pernyataan iii

Penghargaan iv

Abstrak vi

Abstract vii

Daftar Isi viii

Daftar Tabel x

Daftar Gambar xi

BAB I: PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 2

1.3 Tujuan Penelitian 2

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Manfaat Penelitian 3

1.6 Sistematika Penulisan 3

BAB II: TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1. Cahaya 5

2.1.1. Sifat Gelombang Cahaya 6

2.1.2. Sifat Elektromagnetik Cahaya 6

2. 2. Spektrofotometri 7

2.2.1. Spektrofotometer Uv-Vis 18

2.3. Hukum Lambert-Berr 15

2.4. Alfatokoferol 16

2.5. Paprika 17

2.6. Sensor Warna TCS3200 22

2.7. Mikrokontroller At89s52 24

2.7.1. CPU (Central Prosesing Unit) 24

2.7.2. Bagian Masuk/Keluaran (I/O) 25

2.7.3. Perangkat Lunak 25

2.7.4. Konfigurasi Pin 26

2.7.5. Organisasi Memori 28

2.8. LCD M1632 30

2.9. LED (Light Emmiting Diode) 33

BAB III: METODE PENELITIAN 35

3. 1. Pembuatan Sistem Keseluruhan 35

3. 2. Rangkaian LED Putih 36

3. 3. Rangkaian Sensor Warna TCS 3200 36

3. 4. Rangkaian LCD LM1632 37

3. 5. Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 39

3. 6. Pembuatan Perangkat Lunak 42

3. 7. Pembuatan Larutan Sampel 43

3. 8. Pengujian Alat 44

3. 8.1. Proses Pengambilan Data 44

BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN 45

4.1. Hasil Pengujian Alat 45

4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS320 45 4.1.2 Hasil Pengujian System Minimum AT89S52 Dan LCD 46 4.1.3 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem 50

4.2. Pembahasan 51

BAB V: PENUTUP 52

5.1 Kesimpulan 52

5.2 Saran 53

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN-LAMPIRAN

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau 18

Tabel 2.2 Memori CGROM 31

Tabel 2.3 Perintah-perintah pada CGROM 32

Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian sensor warna TCS3200 46 Tabel 4.2 Data masukan dan keluaran pada LCD 49 Tabel 4.3 Hasil pengujian pada Spektrofotometer dan pada Alat 50

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 2.1 Gambaran umum cara kerja suatu Spektrofotometer 12

Gambar 2.2 Spektrofotometer Uv-Vis 14

Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, Dan Hijau 19

Gambar 2.4 Sensor warna TCS 3200 22

Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52 27

Gambar 2.6 Organisasi memori pada Mikrokontroller AT89S52 29 Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52 29

Gambar 2.8 DDRAM M1632 30

Gambar 2.9 LCD LM1632 32

Gambar 2.10 Penulisan data ke register perintah 33

Gambar 2.11 Simbol dan bentuk LED 34

Gambar 3.1 Blok diagram pembuaan alat kadar alfaokoferol 35

Gambar 3.2 Rangkaian LED putih 36

Gambar 3.3 Rangkaian sensor warna TCS 3200 37

Gambar 3.4 Rangkaian LCD LM1632 39

Gambar 3.5 Rangkaian Mikrokontroller AT89S52 39

Gambar 3.6 Diagram alir program 42

Gambar 4.1. Rangkaian Pengujian Sensor TCS3200 45

PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT PENDETEKSI

KEBERADAAN ALFATOKOFEROL PADA PAPRIKA HIJAU

DENGAN MENGGUNAKAN SENSOR WARNA TCS3200

ABSTRAK

Vitamin E memiliki manfaat yang sangat banyak untuk manusia. Yaitu untuk meningkatkan daya tahan tubuh, mengurangi stress, mencegah terjadinya kanker, dan mencegah terjadinya penyakit jantung. Sekarang ini juga banyak terdapat metode pengukuran untuk mengetahui kadar atau kuantitas suatu unsur. Salah satunya adalah untuk mengetahui kadar vitamin E atau Alfatokoferol menggunakan prinsip Spektrofotometri. Interaksi tersebut menghasilkan penyerapan (absorbsi).

Berdasarkan uraian tersebut penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk membuat alat pengukur kandungan alfatokoferol pada paprika hijau secara otomatis dengan menggunakan instrumen spektrofotometri. Penerapannya alat ini menggunakan LED putih sebagai sumber cahaya. Prinsip kerjanya cahaya dari LED meneruskannya ke sampel. Sehingga cahaya ditngkap oleh sensor warna dan diteruskan ke Mikrokontroller AT89S52 yang daanya merupakan data biner. Selanjutnya ditampilkan oleh LCD dalam sauan desimal. Hasil pengukuran alat menunjukkan nilai kasalahan rata-rata sebesar 3% adannya kesalahan pengukuran glukosa ini disebabkan karena penyimpangan preparasi sampel dan skala frekuensi yang dihasilkan spektrofotometri kurang stabil.

DESIGNING AND MAKING PRESENCE DETECTION

EQUIPMENT ALFATOKOFEROL GREEN PEPPERS ON USING

SENSOR COLOR TCS3200

ABSTRACT

Vitamin E has countless benefits for humans . Namely to increase endurance , reduce stress , prevent cancer , and prevent heart disease . Nowadays there are also many measurement methods to determine the extent or quantity of an element . One is to determine levels of vitamin E or Alfatokoferol using the principle of spectrophotometry . This interaction produces absorption ( absorption ) . Based on the description of the research was done in order to make the content gauges alfatokoferol on green peppers automatically using spectrophotometric instruments . Application of these tools using white LEDs as a light source . The principle works the light from the LED passes to sample . So light ditngkap by the color sensor and forwarded to the daanya AT89S52 microcontroller is binary data . Subsequently displayed by the LCD in decimal sauan . Outcome measurement tool kasalahan showed an average value of 3% adannya glucose measurement error is caused by irregularities sample preparation and the resulting frequency

scale less stable spectrophotometry .

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Teknologi semakin berkembang dan perkembangan teknologi dapat dirasakan oleh semua kalangan, dimana teknologi merupakan hasil dari peradaban manusia yang semakin maju, yang dirasakan sangat membantu dan mempermudah manusia dalam memenuhi kebutuhan hidupnya. Begitu juga dengan bidang elektronika, yang menuntut automatisasi dalam segala hal yang dapat meringankan pekerjaan manusia dan menjadikan segalanya mudah digunakan dan dapat mendatangkan keuntungan.

Salah satu teknologi yang bisa bekerja otomatis yaitu sensor warna TCS3200 digunakan untuk berbagai kebutuhan, salah satu untuk pendeteksian suatu objek benda atau warna dari objek yang di monitor. Sensor warna TCS3200 juga dapat digunakan sebagai sensor gerak, dimana sensor mendeteksi gerakan suatu objek berdasarkan perubahan warna yang diterima oleh sensor.

Dengan semua kemajuan teknologi yang ada, analisis instrumen juga mengalami perkembangan yang pesat. Beberapa sebab yang membuat pesatnya perkembangan analisis instrumen adanya tuntutan dan kebutuhan analisis terhadap matriks sampel yang sulit serta diperlukan juga waktu yang singkat. Beberapa metode yang berkaitan dengan pengukuran kadar suatu unsur diantaranya menggunakan metode-metode pengukuran, seperti titrasi, kolorimetri, spektrofotometri, dan sebagainya, dimana masing-masing metode mempunyai

contoh adalah metode spektrofotometri, metode ini memerlukan sumber cahaya dalam proses kinerja alat. Tidak semua orang mampu menggunakan spektrofotometri, dikarenakan harga alat tersebut relatif mahal.

Berdasarkan latar belakang tersebut penulis bermaksud untuk membuat sebuah spektofotometer pendeteksi kadar Alfatokoferol pada paprika hijau, yang lebih sederhana, murah, serta mudah untuk digunakan.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana cara merancang dan membuat alat pendeteksi keberadaan Alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode Absorbsi Sfektrofotometri menggunakan sensor warna TCS3200

2. Bagaimana membuat program pada alat pendeteksi keberadaan alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri menggunakan sensor warna TCS3200

3. Bagaimana menguji tingkat akurasi pada alat pendeteksi keberadaan alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri menggunakan sensor warna TCS3200

1.3 TUJUAN

Adapun tujuan dan maksud dari penulisan tugas akhir ini adalah :

1. Untuk merancang dan membuat suatu perangkat alat pendeteksi kadar alfatokoferol pada paprika hijau dengan metode absorbsi sfektrofotometri menggunakan sensor warna TCS3200.

2. Untuk mengetahui cara pengoperasian alat pengujian keberadaan alfatokoferol pada paprika.

3. Untuk mengetahui hasil yang diperoleh dari pengujian alfatokoferol pada beberapa sampel paprika.

1.4 BATASAN MASALAH

Untuk membatasi penulisan dan penyusunan tugas akhir, maka perlu dibuat batasan penulisan. Adapun pembatasan masalah dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Pengambilan sampel hanya pada paprika hijau

2. Metode yang digunakan adalah metode absorbsi sfektrofotometri 3. Menggunakan sensor warna TCS3200

4. Sampel berbentuk larutan

5. Tidak membahas konsep pengukuran kadar alfatokoferol secara kimia 6. Menggunakan sistem minimum AT895S2

1.5 MANFAAT PENELITIAN

Dengan menggunakan sensor warna TCS3200, diharapkan dapat menghasilkan suatu alat pendeteksi keberadaan alfatokoferol pada paprika hijau dengan tingkat akurasi yang cukup baik.

1.6 SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika penulisan skripsi ini sebagai berikut :

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

BAB II TEORI DASAR DAN PENDUKUNG

Berisi tentang landasan teori dari sistem yang akan dibuat yang berhubungan dengan prinsip kerja dari masing-masing blok sistem.

BAB III RANCANGAN ALAT DAN SISTEM

Pada bab ini akan dibahas berbagai hal yang berkenaan dengan perancangan dan pembuatan perangkat keras maupun perangkat lunak.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Meliputi tentang pengujian dan penganalisaan dari rangkaian.

BAB V PENUTUP

Mengenai kesimpulan dan saran yang didapat setelah membuat proyek ini untuk pengembangan proyek selanjutnya.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Cahaya

Cahaya adalah gelombang yang memindahkan tenaga tanpa perambatan massa. Cahaya adalah penting untuk semua kehidupan di bumi karena ia adalah tenaga dari matahari, yng dipindahkan ke bumi dalam bentuk cahaya, yang dipakai oleh tanam-tanaman untuk mensintesiskan karbohidrat dari karbondioksida dan air (fotosintesis).

Seperti bunyi, cahaya juga memberikan informasi vital tentang lingkungannya pada binatang. Binatang-binatang yang l ebih tinggi telah membentuk mekanisme kompleks untuk medeteksi cahaya. Apa yang dilihat binatang tergantung pada sifat-sifat fisis khusus dari cahaya yang sensitif untuk matanya. Menusia mempunyai penglihatan warna yang baik (deteksi frekuensi), sedangkan lebah dapat mendeteksi warna dan polarisasi cahaya.

Tidak seperti bunyi, bagaimanapun, cahaya tidak mempunyai basis di dalam mekanika. Karena bunyi adalah getaran unsur-unsur udara di bawah pengaruh kakas-kakas mekanis. Sifat-sifatnya hanyalah konsekuensi hukum-hukum mekanika yang terterapkan pada unsur-unsur itu. Gelombang cahaya, dilain pihak, bukanlah getaran dari zat materi apapun, dan dengan demikian sifat-sifatnya tidak dapat diturunkan dari mekanika. Cahaya adalah fenomena yang berbeda secara mendasar yang tidak punya basis di dalam mekanika. (Alan H. Cromer : 532).

2.1.1 Sifat Gelombang Cahaya

Telah diketahui oleh Aristoteles (384-322 SM) bahwa bunyi disebabkan oleh getaran-getaran di dalam udara. Pengetahuan ini mungkin didasarkan pada pengamatan bahwa musik yang dihasilkan oleh dawai-dawai yang bergetar. Penjelasan yang memadai tentang gelombang bunyi belum dimungkinkan sampai pada zaman Newton.

Meskipun tidak ada yang diketahui tentang sifat dasar pada zaman Newton, adalah wajar untuk berspekulasi bahwa cahaya adalah gelombang, sama dengan bunyi. Christian Huygens (1629-1695), seorang yang sezaman dengan Newton, mengembangkan teori gelombang cahaya, tetapi Newton sendiri menyukai suatu teori yang menyatakan bahwa cahaya terdiri dari zarah nirmassa (korpuskel). Newton berhipotesis bahwa korpuskel-korpuskel tesebut merambat di dalam ruang dengan laju tetap dan bahwa ada tipe korpuskel yang berbeda untuk setiap warna. Keberatan utamanya terhadap teori gelombang adalah bahwa cahaya, tidak seperti bunyi, tidak kelihatan membelok pada pojok-pojok. (Alan H. Cromer : 533).

2.1.2 Sifat Elektromagnetik Cahaya

Hukum-hukum dasar keelektrikan dan kemagnetan, yang telah ditemukan dalam paruh pertama abad ke 19, telah dirumuskan kedalam teori matematis yang menyeluruh oleh James Clerk Maxwell (1831-1879). Dari teori ini Maxwell menurunkan bahwa harus ada gelombang elektromagnetik yang terdiri pada pokoknya dari medan elektrik dan magnetik berosilasi yang merambat di dalam ruang dengan laju tertentu. Menurut teori Maxwell, laju ini diberikan di dalam tetapan-tetapan elektrik tertentu yang sangat terkenal yang masuk kedalam teori. Sewaktu Maxwell menghitung laju gelombang elektromagnetik dari tetapan ini, ia mendapatkannya sama dengan kelajuan cahaya.

Sekarang fisikawan telah terbiasa dengan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berjangkau kurang dari 10-17 m sampai lebih dari 104 m. Hanya gelombang dengan panjang gelombang diantara 4 x 10-7 dan 7 x 10-7 terdeteksi oleh mata manusia dan itu adalah daerah cahaya tampak. Gelombang-gelombang dengan panjang Gelombang-gelombang yang lebih panjang dan lebih pendek mempunyai nama-nama khas, seperti misalnya gelombang radio, mikrogelombang, inframerah, ultraungu, sinar-X, dan seterusnya. (Alan H. Cromer : 533-534).

2.2. Spektrofotometri

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.

Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.

2.2.1 Spektrofotometer (Uv-Vis)

Spektrofotometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorpsi.

Spektrofotometri merupakan satu cabang analisis instrumental yang membahas tentang interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik (REM). Pada prinsipnya interaksi radiasi elektromagnetik dengan molekul menghasilkan satu atau dua macam kejadian yang mungkin terjadi. Ketiga macam kejadian yang mungkin terjadi sebagai akibat interaksi atom atau molekul dengan radiasi elektromagnetik adalah : hamburan (scattering), absorbs (absorption), dan emisi (emission).

Hamburan melahirkan spektrofotometri Raman, absorbs melahirkan spektrofotometri lembayung ultra (ultra violet) dan tampak (visible) serta spektrofotometri infra merah (infra merah), sedangkan absorbsi yang disertai emisi melahirkan fotolimunesensi yang kemudian dikenal sebagai fluoresensi dan fosforesensi. Dalam aspek kuantitatif, suatu berkas radiasi dikenakan pada cuplikan (larutan sampel) dan intensitas sinar radiasi yang diteruskan diukur besarnya. Radiasi yang diserap oleh cuplikan ditentukan dengan membandingkan intensitas sinar yang diteruskan intensitas sinar yang diserap jika tidak ada spesies penyerap lainnya.

Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu, monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blanko dan suatu alat untuk mengukur perbedaan absorpsi antara sampel dan blanko ataupun pembanding. Sinar ultraviolet mempunyai panjang gelombang 200-400 nm, sementara sinar tampak mempunyai panjang gelombang 400-700 nm. Molekul akan bersifat sangat selektif (all or none) terhadap radiasi elektromagnetik sehingga eksitasi yang terjadi pada panjang gelombang 200 – 2780 nm hanya akan diberikan oleh molekul-molekul yang mempunyai :

- v Ikatan rangkap terkonyugasi

Spektrum ultralembayung adalah suatu gambaran antara panjang gelombang atau frekuensi radiasi terhadap intensitas absorbsi (transmisi = T), absorbs (A), yang dapat digrafik dengan cermat pada system koordinat Cartesian. Sedangkan cahaya tampak (visible) merupakan cahaya sinambung, artinya cahaya yang terdiri dari semua panjang gelombang yang mungkin terdapat dalam suatu jarak tertentu, sebagai contoh bila kita melihat pelangi di langit. Dalam hal ini dikenal warna komplementer, yaitu pandangan dua warna (spectrum) yang bila keduanya digabung akan menghasilkan cahaya putih.

Apabila radiasi elektromagnetik dikenakan pada suatu atom, sebagian dari energi radiasi elektromagnetik tersebut diserap oleh molekul atau atom sesuai dengan struktur molekul atau atom tersebut. Radiasi cahaya UV-VIS pada molekul atom atau atom akan menyebabkan terjadinya energy elektronik, sebagai akibat transisi antara dua tingkat energy elektron dari molekul atau atom. Sistem atau gugusan atom yang mengabsorbsi radiasi elektromagnetik UV-VIS disebut

gugus kromofor. Boleh dikatakan hamper semua gugus kromofor merupakan ikatan kovalen yang tidak jenuh.

Pelarut atau substituen lain dapat mempengaruhi pita absorbsi yaitu berpengaruh terhadap intensitas dan kemungkinan juga panjang gelombangnya. Hal – hal yang berpengaruh tersebut antara lain :

1. Kromofor terkonyugasi

Senyawa organik yang mempunyai struktur molekul dengan ikatan tak jenuh lebih dari satu disebut senyawa terkonyugasi apabila ikatan tak jenuh tersebut berselang-seling dengan ikatan tunggal. Senyawa terkonyugasi ini tidak karakteristik seperti kromofor terpisah, tetapi terjadi interaksi yang mengakibatkan pengaruh terhadap pita absorbsi yaitu terjadi pergeseran ke panjang gelombang yang lebih panjang.

2. Auksokrom

Gugus auksokrom adalah gugus fungsional yang mempunyai elektron non bonding seperti –OH, O-NH2, dan –OCH3 , yang mengabsorbsi radiasi ultra

lembayung jauh dan gugus auksokrom ini tidak mengabsorbsi didaerah ultra lembayung dekat. Akan tetapi bila gugus auksokrom diikat oleh gugus kromofor

maka pita absorbsi naik dan juga panjang gelombangnya tergeser kea daerah ultra lembayung dekat.

Ada empat kemungkinan perubahan pita absorbsi yang disebabkan oleh pelarut atau auksokrom :

a. Pergesaran batokromik (red shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih panjang atau kearah frekuensi rendah.

b. Pergeseran hipokromik (blue shift), yaitu pergeseran kearah panjang gelombang yang lebih pendek atau kearah frekuensi tinggi.

c. Efek hiperkromik, yaitu efek yang menyebabkan kenaikan intensitas. d. Efek hipokromik, yaitu efek yang menyebabkan penurunan intensitas.

Apabila cahaya monokromatis atau bukan monokromatis dilewatkan pada suatu media yang homogen dengan intensitas cahaya yang dating (Io), maka

sebagian dari cahaya tersebut dipantulkan (Ir), sebagian diabsorbsi (Ia), dan

sebagian lagi diteruskan (It).

Sehingga dari keadaan tersebut dapat ditulis sebagai : Io = Ir + Ia + It

Untuk permukaan udara dan gelas (kuvet) harga Ir = ± 4% dan harga Ir

dapat diabaikan karena dalam pengerjaan dengan spektrofotometri digunakan larutan blanko. Pengukuran serapan pada analisis kuantitatif dengan metode spektrofotometri baik zat tunggal atau suatu campuran pada prinsipnya harus dilakukan pada panjang gelombang maksimum (lamda maks). Beberapa alasannya adalah :

1. Perubahan serapan untuk setiap satuan konsentrasi paling besar terjadi pada panjang gelombang maksimum sehingga pengukuran pada panjang gelombang maksimum akan memperoleh kepekaan analisis yang maksimal

2. Disekitar panjang gelombang maksimum bentuk kurva serapannya datar, sehingga hukum Lambert-Beer akan terpenuhi

3. Pengukuran ulang serapan panjang gelombang maksimum akan memberikan kesalahan yang kecil sekali.

Pada umumnya konfigurasi dasar setiap spektrofotometer berupa susunan peralatan optik terkonstruksi sebagai berikut :

Gambar 2.1 Gambaran Umum Cara Kerja Spektrofotometer

Keterangan :

SR : Sumber radiasi M : Monokromator SK : Sampel kompartemen D : Detektor

A : Amplifier VD : Visual display

Sumber radiasi

Beberapa sumber radiasi yag dipakai pada spektrofotometer adalah lampu deuterium, lampu tungsten dan lampu merkuri. Lampu deuterium dapat dipakai pada daerah panjang gelombang 180 – 370 nm (daerah UV pekat). Karena pada rentangan panjang gelombang tersebut lampu deuterium memberikan gambaran energi radiasi yang lurus. Sedangkan pada panjang gelombang 486 dan 651,1 nm memberikan dua garis spektra yang dapat dipakai untuk menggeser ketetapan panjang gelombang pada spektrofotometer. Lampu tungsten merupakan campuran filamen tungsten dan gas iodine (halogen). Lampu tungsten dapat dipakai pada panjang gelombang 380-900 nm, sedangkan lampu merkuri merupakan suatu lampu yang mengandung uap merkuri tekanan rendah. Biasanya lampu merkuri ini digunakan pada daerah ultraviolet khususnya disekitar panjang gelombang 365 nm.

Monokromator

Monokromator berfungsi untuk mendapatkan radiasi yang memancarkan radiasi monokromatis dari sumber radiasi yang memancarkan radiasi

Sumber Radiasi Monokr omator Sampel Kompar temen Detek tor Amplifi er Visual Display

polikromatis. Monokromator pada spektrofotometer biasanya terdiri dari susunan celah masuk – filter – prisma – kisi – celah keluar.

Sampel kompartemen

Tempat sampel (sampel kompartemen) berupa kuvet atau sel adalah wadah untuk zat yang dianalisa. Dianjurkan setiap kali memakai kuvet selalu dibersihkan dengan alcohol absolute atau direndam didalamnya.

Detektor

Detektor merupakan suatu bagian spektrofotometer yang penting karena kualitas detector akan menentukan kualitas spektrofotometer. Fungsi detector didalam spektrofotometer adalah mengubah signal radiasi menjadi signal elektronik. Pada detector diinginkan kepekaan radiasi yang tinggi terhadap radiasi yang diterima, dengan tingkat kebisingan yang rendah, kemampuan respon kuantitatif dan signal elektronik yang ditansfer oleh detector dapat diaplikasikan oleh penguat (amplifier) ke recorder.

Amplifier atau penguat dan Visual display

Amplifier dibutuhkan saat signal elektronik yang dialirkan setelah melewati detector untuk menguatkan karena penguat dengan resistensi masukan yang tinggi sehingga rangkaian detector tidak tersadap habis yang menyebabkan keluaran yang cukup besar untuk dapat dideteksi oleh suatu alat pengukur (meter).

Gambar 2.2 Spektrofotometer UV-VIS

2.3. Hukum Lambert-Berr

Hukum Lambert-Beer merupakan hukum yang mendasari metode absorbsi spektrofotometri. Apabila suatu berkas dengan intensitas Io melewati suatu larutan, maka sebagian sinar akan diserap sehingga intesitas radiasi yang diteruskan I menjadi lebih kecil dari Io (Hayati, 2007) :

T = _I0I T = Transmittan (%)

Hukum Lambert-Beer menunjukkan hubungan sebagai berikut (Khopkar, 1990:195):

T = �

�0 = 10

–abc

Log (T) = �

�0 = -abc

Log 1

� ) = log �

�0 = abc = A

Dimana :

I = intensitas sinar yang diteruskan I0 = intensitas sinar awal

T = transmitansi (%) A = absorbansi

b = jarak tempuh optik c = konsentrasi

Hukum di atas dapat ditinjau sebagai berikut :

1. Jika suatu berkas radiasi monokromatik yang sejajar jatuh pada medium pengabsorpsi pada sudut tegak lurus setiap yang lapisan yang sangat kecilnya akan menurunkan intensitas berkas.

2. Jika suatu cahaya monokromatis mengenai suatu medium yang transparan, laju pengurangan intensiats dengan ketebalan medium sebanding dengan intensitas cahaya.

3. Intensitas berkas sinar monokromatis berkurang secaraeksponensional bila konsentrasi zat pengabsorpsi bertambah.

2.4. Alfatokoferol

Alfa tokoferol adalah antioksidan yang larut dalam lemak yang terdapat di dalam sel. Alfa tokoferol ditemukan sekitar awal 1920-an. Nama tokoferol pertama kali digunakan oleh Evans. Tokoferol berasal dari kata Yunani, tokos berarti kelahiran bayi, phero berarti membawa kemajuan dan ol menunjukkan bahwa molekulnya mengandung alkohol.

Vitamin E adalah istilah umum untuk menunjukkan semua aktifitas biologi vitamin E alami, yaitu d-alfa-tokoferol. Di alam, terdapat 8 substansi yang memiliki aktifitas vitamin E, yaitu kelompok tokoferol (d-alfa, d-beta, d-gamma dan delta-tokoferol) dan kelompok tokotrienol (alfa, beta, gamma, dan d-delta-tokotrienol). Kedua kelompok ini berbeda dalam hal metilasi dan rantainya. Dari semuanya, d-alfa-tokoferol mempunyai aktifitas biologik yang paling tinggi sehinga dijadikan sebagai standard bagi yang lain.

Vitamin E atau tokoferol termasuk antioksidan primer yang dapat mencegah terjadinya rentetan reaksi radikal bebas. Tokoferol atau vitamin E banyak sekali dijumpai dalam minyak tumbuhan seperti minyak bunga matahari,

minyak zaitun,, kacang-kacangan, biji gandum, dan sayuran berwarna hijau. Pada hewan seperti daging sapi, unggas, atau ikan.

Vitamin E lebih tepat disebut sebagai antioksidan daripada vitamin. Karena tidak seperti vitamin yang lain, vitamin E tidak bertindak sebagai ko-faktor bagi reaksi enzimatik. Vitamin E juga tidak menimbulkan suatu penyakit yang khas seperti vitamin yang lain. Defisiensi vitamin E dapat terjadi jika terdapat malabsorbsi lemak, bayi prematur dan penderita yang mendapat nutrisi parenteral total. Efek dari intake vitamin E yang inadekuat biasanya baru tampak dalam jangka panjang dan biasanya berhubungan dengan penyakit kronis, seperti kanker dan atherosklerosis.

Fungsi utama vitamin E adalah mencegah peroksidasi membran fosfolipid. Karakteristik vitamin E yang lipofilik memungkinkan tokoferol berada di lapisan dalam sel membran (Halliway dan Getteridge, 1992).Tokoferol OH dapat memindahkan atom hidrogen dengan satu elektron ke radikal bebas dan membersihkan radikal bebas sebelum radikal bebas bereaksi dengan protein membran sel atau bereaksi membentuk lipid peroksidasi. Tokoferol-OH yang bereaksi dengan radikal bebas membentuk tokoferol-O. Tokoferol-O sendiri adalah radikal bebas juga. Tokoferol-O akan bereaksi lagi dengan vitamin C membentuk semidehidroaskorbat, suatu radikal bebas yang lemah.

2.5. Paprika

Paprika memiliki nama latin Capsicum annuum 1 dan berasal dari Amerika Selatan. Di Indonesia, paprika banyak dibudidayakan di Jawa, Bali, dan Nusa Tenggara Barat. Terdapat berbagai Varietas paprika berdasarkan warna buahnya, diantaranya paprika hijau, kuning, merah, atau unggu yang sering digunakan untuk salad. Berdasarkan rasanya, paprika dibedakan atas dua jenis, yaitu paprika manis yang bentuknya besar dan paprika pedas yang bentuknya lebih kecil.

Capsicin, yaitu zat yang menimbulkan rasa pedas cabe.

2.5.1. Kandungan dan Manfaat Paprika

Kandungan gizi yang paling umum pada paprika adalah karoten, vitamin B serta vitamin C. Sedangkan dalam paprika hijau, tiap 100gramnya mengandung protein 0.9g, lemak 0.3g, karbohidrat 4.4g, kalsium 7.0mg, besi 0.4mg, fosfor 22mg, vitamin A 540 IU, vitamin B1 22.0mg, vitamin B2 0.002mg, nyacin 0.4mg dan vitamin C 160mg.

Tabel 2.1 Perbandingan nilai gizi paprika merah, kuning, dan hijau per 100 gr

Kandungan gizi per 100 gram bahan Paprika merah Paprika hijau Paprika kuning

Energi (kkal) 26 20 27

Protein (g) 0,99 0,86 1

Lemak total (g) 0,3 0,17 0,21

Lemak jenuh (g) 0,06 0,06 0,03

Lemak tak jenuh tunggal (g) 0,01 0,01 -

Lemak tak jenuh ganda (g) 0,16 0,06 -

Karbohidrat (g) 6,03 4,64 6,32

Serat (g) 2 1,7 0,9

Gula (g) 4,2 2,4 -

Kalsium (mg) 7 10 11

Besi (mg) 0,43 0,34 0,46

Magnesium (mg) 12 10 12

Fosfor (mg) 26 20 24

Kalium(mg) 211 175 212

Natrium (mg) 2 3 2

Seng (mg) 0,25 0,13 0,17

Mangan (mg) 0,11 0.12 0,12

Selenium (mg) 0,1 80,4 0,3

Vitamin C (mg) 190 0,06 183,5

Thiamin (mg) 0,05 0,03 0,03

Riboflavin (mg) 0,09 0,48 0,03

Niacin (mg) 0,98 0,22 0,89

Vitamin B6 (mg) 0,29 11 0,17

Folat (mkg) 18 0 26

Vitamin B12 (mkg) 0 370 0

Vitamin A (IU) 3.131 0,37 200

Vitamin E (mg) 1,58 7,4 -

Vitamin K (mkg) 4,9 7,4 -

sumber: www.nutritionanalyzer.com

Gambar 2.3 Paprika Merah, Kuning, dan Hijau

Berikut 4 manfaat besar dari buah paprika untuk kesehatan

1. Meningkatkan kekebalan tubuh. Paprika mengandung gizi yang sangat tinggi, terutama vitamin C. Kandungan vitamin C dalam paprika lebih tinggi dibandingkan dalam kandungan vitamin C dalam jeruk ( 30-50 mg per 100 gram ). Diantara jenis paprika yang lain, paprika merah

C terlibat dalam beberapa proses penting tubuh, mulai dari mengangkut lemak, pengangkutan elektron dari berbagai reaksi enzimatik, pembuatan kalogen ( protein berserat yang membentuk jaringan ikat pada tulang ), pemacu gusi yang sehat, menjaga tingkat kolesterol, memelihara kekebalan, untuk penyembuhan luka dan meningkatkan fungsi otak agar dapat bekerja maksimal.

2. Mencegah penyakit mata. Selain vitamin C, paprika juga mengandung vitamin A dan beta karoten. Paprika merah mengandung vitamin A sebanyak 3.131 IU. Lagi-lagi, paling tinggi diantara jenis paprika lainnya. Vitamin A bermanfaat untuk mencegah penyakit mata, pertumbuhan sel, sistem kekebalan tubuh, reproduksi, serta menjaga kesehatan kulit.

3. Mencegah kanker. Kandungan beta karoten dalam paprika mencegah timbulnya kanker karena beta karoten bekerja sebagai antioksidan yang menstabilkan radikal berinti karbon. Semakin tua umur paprika, maka kandungan beta karoten akan semakin tinggi. Selain itu, paprika juga mengandung likopen. Sebuah penelitian yang dilakukan Unversitas Yale terhadap 473 orang pria menemukan fakta bahwa pria tidak mengidap kanker prostat memiliki lebih banyak likopen dalam darahnya dibandingkan mereka yang sakit. Sedangkan penelitian di Universitas Harvard pada tahun 2002, menunjukkan bahwa laki-laki yang mengkonsumsi likopen dalam jumlah banyak memiliki resiko penyakit kanker yang lebih rendah, khususnya kanker prostat.

4. Meningkatkan kualitas sperma. Likopen dalam paprika ternyata juga bermanfaat untuk sistem reproduksi. Konsumsi likopen, terutama pada paprika merah, diyakini dapat meningkatkan kualitas reproduksi. Hal ini karena likopen meningkatkan jumlah sperma, menjaga struktur sperma, dan meningkatkan motilitas ( pergerakan ) sperma. Likopen merupakan salah satu dari 650 jenis karotenoid yang secara normal terdapat dalam konsentrasi tinggi di dalam testis. Jika konsentrasi likopen rendah, maka pria hal ini menjadi salah satu penyebab pria mengalami infertilitas ( ketidak suburan ).

5. Mengobati Keseleo. Capsaicins senyawa yang terkandung dalam paprika juga mengandung banyak manfaat. Bisa mem-blok transmisi rasa sakit dari kulit ke sumsum tulang belakang dan mencegah sensasi rasa sakit. Ini sangat membantu dalam mengobati penyakit yang terkait dengan nyeri termasuk keseleo.

6. Membakar Kalori. Mengonsumsi paprika mempercepat metabolisme dan membantu membakar lebih banyak kalori. Konsumsi paprika juga mengurangi berat badan karena diet lemak tinggi. Hal ini juga menyebabkan sekresi cairan pencernaan dan mencegah gangguan alat cerna

7. Rambut. Ekstrak paprika adalah salah satu penyubur rambut terbaik sekaligus menumbuhkan rambut baru. Paprika juga akan mencegah kerusakan mahkota Anda sekaligus membantu mempertahankan rambut tetap tebal.

2.5.2. Cara Mengolah, Memilih, dan Menyimpan Yang Baik

Pengolahan paprika hendaknya dilakukan dengan benar agar tidak mengurangi nilai gizinya. Agar kadar vitamin C tak cepat menguap, sebaiknya paprika dimasukkan ke dalam masakan pada akhir proses memasak atau dicampur dengan salad. Penyimpanan paprika hendaknya dilakukan secara tepat. Kandungan vitamin C bisa berkurang, bahkan hilang, jika paprika yang telah terbelah dibiarkan lama terkena udara. Menurut Irna (2005), kiat memilih dan menyimpan paprika yang baik adalah sebagai berikut:

1. Pilih paprika yang kulitnya masih licin, berkilat dan tidak kusam.

2. Perhatikan ujung paprika dekat batangnya. Jika ada sedikit saja warna hitam atau cokelat keabu-abuan, paprika itu sudah mulai membusuk di dalamnya.

3. Pilih paprika yang keras untuk memastikan bahwa kualitasnya masih bagus dan baru.

4. Jika dibeli dalam keadaan terbungkus plastik, segera buka kemasannya agar tidak lembab.

5. Simpan paprika dalam kantong plastik yang telah dilubangi sebelum dimasukkan ke dalam kulkas, sehingga tahan untuk jangka waktu lama.

6. Paprika jangan dibiarkan dalam keadaan terbelah jika tidak akan langsung dimakan karena vitamin C yang terkandung di dalamnya bisa berkurang/hilang.

2.6. Sensor Warna Tcs3200

Sensor warna merupakan sebuah modul sensor warna yang berbasis Sensor TAOS TCS3200 yang digunakan melakukan pengukuran warna RGB(Read, Green, Bue) dari sebuah objek. Modul sensor ini memiliki fasilitas untuk merekam hingga 25 data warna yang akan disimpan dalam EEPROM. Modul sensor ini dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

Gambar 2.4 Sensor Warna TCS 3200

Module Sensor Warna TCS3200 menggunakan chip TAOS TCS3200 RGB. Modul ini telah terintegrasi dengan 4 LED. Sensor Warna TCS3200 dapat

mendeteksi dan mengukur intensitas warna tampak. Beberapa aplikasi yang menggunakan sensor ini diantaranya pembacaan warna, pengelompokkan barang berdasarkan warna, ambient light sensing and calibration, pencocokan warna, dan banyak aplikasi lainnya.

Chip TCS3200 memiliki beberapa photodetector, dengan masing-masing filter warna yaitu, merah, hijau, biru, dan clear. Filter-filter tersebut didistribusikan pada masing-masing array. Module ini memiliki oscilator yang menghasilkan pulsa square yang frekuensinya sama dengan warna yang dideteksi.

Dimensi modul DT-SENSE Color Sensor yaitu :

1. Tanpa spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 2,8 cm (t). 2. Dengan spacer : 4,8 cm (p) x 4,8 cm (l) x 4,6 cm (t).

Spesifikasi DT-SENSE Color Sensor yaitu: 1. Berbasis sensor TAOS TCS3200D.

2. Mampu mengukur komponen warna RGB dari sebuah obyek berwarna.

3. Dilengkapi dengan spacer 3 cm sehingga mencakup area pandang (field of view) 2 cm x 2 cm.

4. Tersedia 2 LED putih untuk membantu pembacaan data warna pada obyek.

5. Tersedia fitur penyimpanan 25 buah data warna. 6. Pin input/output kompatibel dengan level TTL/CMOS. 7. Dilengkapi dengan antarmuka UART TTL dan I2C.

8. Konfigurasi komunikasi serial adalah : baudrate 9600 bps, 8 data bit, 1 stop bit, tanpa parity, dan tanpa flow control.

9. Antarmuka I2C mendukung bit rate data hingga 50 kHz.

10.Pada antamuka I2C modul ini dapat di-cascadehing yang terdiri dari :

 Tersedia perintah white balance untuk membaca referensi warna putih dan black balance untuk membaca nilai referensi warna hitam melalui command set.

 Kebutuhan catu daya 4,8 - 5,4 VDC.

 Tersedia deskripsi dan penjelasan command set yang didukung oleh modul ini.

 Tersedia contoh program uji untuk antarmuka I2C.

2.7. Mikrokontroller AT89S52

Mikrokontroler adalah mikroprosessor yang dirancang khusus untuk aplikasi kontrol, dan dilengkapi dengan ROM, RAM dan fasilitas I/O pada satu chip. AT89S52 adalah salah satu anggota dari keluarga MCS-51/52 yang dilengkapi dengan inte rnal 8 Kbyte Flash PEROM (Programmable and Erasable Read Only Memory ), yang memungkinkan memori program untuk dapat deprogram kembali. AT89S52 dirancang oleh Atmel sesuai dengan instruksi standar dan susunan pin 80C5.

Mikrokontroler AT89S52 memiliki :

1. Sebuah CPU ( Central Processing Unit ) 8 Bit. 2. 256 byte RAM ( Random Acces Memory ) internal.

3. Empat buah port I/O, yang masing masing terdiri dari 8 bit. 4. Osilator internal dan rangkaian pewaktu.

5. Dua buah timer/counter 16 bit Lima buah jalur interupsi ( 2 buah interupsi eksternal dan 3 interupsi internal).

6. ebuah port serial dengan full duplex UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).

8. EPROM yang besarnya 8 KByte untuk memori program.

9. Kecepatan maksimum pelaksanaan instruksi per siklus adalah 0,5 μs pada frekuensi clock 24 MHz. Apabila frekuensi clock mikrokontroler yang digunakan adalah 12 MHz, maka kecepatan pelaksanaan instruksi

adalah 1 μs.

2.7.1 CPU ( Central Prosesing Unit )

Bagian ini berfungsi mengendalikan seluruh operasi pada mikrokontroler. Unit ini terbagi atas dua bagian, yaitu unit pengendali atau CU ( Control Unit ) dan unit aritmatika dan logika atau ALU ( Aritmetic logic Unit ) Fungsi utama unit pengendali adala h mengambil instruksi dari memori (fetch) kemudian menterjemahkan susunan instruksi tersebut menjadi kumpulan proses kerja sederhana ( decode), dan melaksanakan urutan instruksi sesuai dengan langkah-langkah yang telah ditentukan program ( execute). Unit aritmatika dan logika merupakan bagian yang berurusan dengan operasi aritmatika seperti penjumlahan, pengurangan, serta manipulasi data secara logika seperti operasi AND, OR, dan perbandingan.

2.7.2 Bagian Masuk/Keluaran (I/O)

Bagian ini berfungsi sebagai alat komunikasi serpih tunggal dengan piranti di luar sistem. Sesuai dengan namanya, perangkat I/O dapat menerima maupun memberi data dari /ke serpih tunggal. Ada dua macam piranti I/O yang digunakan, yaitu piranti untuk hubungan serial UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ) dan piranti untuk hubungan pararel yang disebut dengan PIO (Pararel Input Output). Kedua jenis I/O tersebut telah tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52.

Serpih tunggal keluarga MCS-51 memiliki bahasa pemrograman khusus yang tidak dipahami oleh jenis serpih tunggal yang lain. Bahasa pemrograman ini dikenal dengan nama bahasa assembler yang memiliki 256 perangkat instruksi. Namun saat ini pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan menggunakan bahasa C. Dengan bahasa C, pemrograman mikrokontroler menjadi lebih mudah, hal ini karena dengan format bahasa C akan secara otomatis diubah menjadi bahasa assembler dengan format file hexa. Perangkat lunak pada mikrokontroler dapat dibagi menjadi lima kelompok sebagai berikut :

1. Instruksi Transfer Data

Instruksi ini berfungsi memindahkan data, yaitu antar register, dari memori ke memori, dari register ke memori dan lain lain.

2. Instruksi Aritmatika

Instruksi ini melaksanakan operasi aritmatika yang meliputi penjuml ahan, pengurangan, penambahan satu (increment), pengurangan satu (decrement), perkalian dan pembagian.

3. Instruksi Logika dan Manipulasi Bit

Berfungsi melaksanakan operasi logika AND, OR, XOR, perbandingan, penggeseran dan komplemen data.

4. Instruksi Percabangan

Berfungsi untuk mengubah urutan normal pelaksanaan suatu program. Dengan instruksi ini, program yang sedang dilaksanakan akan meloncat ke suatu alamat tertentu.

5. Instruksi Stack, I/O, dan Kontrol

Instruksi ini mengatur penggunaan stack, memba ca/menulis port I/O, serta pengontrolan.

2.7.4 Konfigurasi Pin

Mikrokontroler AT89S52 mempunyai 40 pin dengan catu daya tunggal 5 Volt. Ke-40 pin tersebut digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2.5 Konfigurasi pin Mikrokontroller AT89S52 Fungsi dari masing-masing pin AT89S52 adalah :

1). Pin 1 sampai 8 (Port 1) merupakan port pararel 8 bit dua arah ( bidirectional) yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan ( general purpose).

2). Pin 9 merupakan pin reset, reset aktif jika mendapat catuan tinggi.

3). Pin 10 sampai 17 (Port 3) adalah port pararel 8 bit dua a rah yang memiliki fungsi pengganti sebagai berikut :

 P3.0 (10) : RXD (port serial penerima data)

 P3.1 (11) : TXD (port serial pengirim data)

 P3.2 (12) : INT0 (input interupsi eksternal 0, aktif low)

 P3.3 (13) : INT1 (input interupsi ekstrernal 1, a ktif low)

 P3.4 (14) : T0 (eksternal input timer / counter 0)

 P3.5 (15) : T1 (eksternal input timer / counter 1)

 P3.6 (16) : WR (Write, aktif low) Sinyal kontrol penulisan data dari port 0 ke memori data dan input-output eksternal.

4). Pin 18 sebagai XTAL 2, keluaran osilator yang terhubung pada kristal.

5). Pin 19 sebagai XTAL 1, masukan ke osilator berpenguatan tinggi, terhubung pada kristal.

6). Pin 20 sebagai Vss, terhubung ke 0 atau ground pada rangkaian.

7). Pin 21 sampai 28 (Port 2) adalah port pararel 8 bit dua arah. Port ini mengirim byte alamat bila pengaksesan dilakukan pada memori eksternal.

8). Pin 29 sebagai PSEN (Program Store Enable) adalah sinyal yang digunakan untuk membaca, memindahkan program memori eksternal (ROM / EPROM) ke mikrokontroler (aktif low).

9). Pin 30 sebagai ALE (Address Latch Enable) untuk menahan alamat bawah selama mengakses memori eksternal. Pin ini juga berfungsi s ebagai PROG (aktif low) yang diaktifkan saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler (on chip).

10). Pin 31 sebagai EA (External Accesss) untuk memilih memori yang akan digunakan, memori program internal (EA = Vcc) atau memori program eksterna l (EA = Vss), juga berfungsi sebagai Vpp (programming supply voltage) pada saat memprogram internal flash memori pada mikrokontroler. 11). Pin 32 sampai 39 (Port 0) merupakan port pararel 8 bit dua arah. Berfungsi

sebagai alamat bawah yang dimultipleks den gan data untuk mengakses program dan data memori eksternal.

12). Pin 40 sebagai Vcc, terhubung ke +5 V sebagai catuan untuk mikrokontroler.

2.7.5 Organisasi Memori

Semua serpih tunggal dalam keluarga MCS-51 memiliki pembagian ruang alamat untuk program dan data. Pemisahan memori program dan memori data memperbolehkan memori data untuk diakses oleh alamat 8 bit. Sekalipun demikian, alamat data memori 16 bit dapat dihasilkan melalui register DPTR (Data Point Register). Memori program hanya bisa dibaca tidak bisa ditulis karena disimpan dalam EPROM. Dalam hal ini EPROM yang tersedia di dalam serpih tunggal AT89S52 sebesar 8 Kbyte .

Gambar 2.6 Organisasi Memori pada Mikrokontroller AT89S52

a) Memori Program

Pada EPROM 8 Kbyte, jika EA (External Access) bernilai tinggi, maka program akan menempati alamat 0000 H sampai 0FFF H secara internal. Jika EA bernilai rendah maka program akan menempati alamat 1000 H sampai FFFF H ke pr ogram eksternal.

b) Memori Data

Memori data internal dipetakan seperti pada gambar di bawah ini Ruang memorinya dibagi menjadi tiga blok yaitu bagian 128 bawah, 128 atas, dan ruang SFR ( Special Function Register)

Gambar 2.7 Memori Data pada Mikrokontroller AT89S52

byte berikutnya, di at as bank-bank register, membentuk suatu blok ruang memori yang bisa teralamati per bit ( bit addressable). Alamat-alamat bit ini adalah 00 H hingga 7F H. Semua byte yang berada di dalam 128 bawah dapat diakses baik secara langsung maupun tidak langsung. Bagian 128atas hanya dapat diakses dengan pengalamatan tidak langsung. Bagian 128 atas dari RAM hanya ada di dalam piranti yang memiliki RAM 256 byte.

2.8. LCD 1632

M1632 adalah merupakan modul LCD dengan tampilan 16 x 2 baris dengan konsumsi daya yang rendah. Modul ini dilengkapi dengan mikrokontroler yang didisain khusus untuk mengendalikan LCD. Mikrokontroler HD44780 buatan Hitachi yang berfungsi sebagai pengendali LCD ini mempunyai CGROM (Character Generator Read Only Memory), CGRAM (Character Generator Random Access Memory) dan DDRAM (Display Data Random Access Memory).

DDRAM

DDRAM adalah merupakan memori tempat karakter yang ditampilkan berada. Contoh, untuk karakter „A‟ atau 41H yang ditulis pada alamat 00, maka karakter tersebut akan tampil pada baris pertama dan kolom pertama dari LCD. Apabila karakter tersebut ditulis di alamat 40, maka karakter tersebut akan tampil pada baris kedua kolom pertama dari LCD.

Gambar 2.8 DDRAM M1632 (diambil dari data sheet HD44780)

CGRAM

CGRAM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana

bentuk dari karakter dapat diubah-ubah sesuai keinginan. Namun memori ini akan hilang saat power supply tidak aktif, sehingga pola karakter akan hilang.

CGROM

CGROM adalah merupakan memori untuk menggambarkan pola sebuah karakter di mana pola tersebut sudah ditentukan secara permanen dari HD44780 sehingga pengguna tidak dapat mengubah lagi. Namun karena ROM bersifat permanen, maka pola karakter tersebut tidak akan hilang walaupun power supply tidak aktif Pada gambar 2, tampak terlihat pola-pola karakter yang tersimpan dalam lokasi-lokasi tertentu dalam CGROM. Pada saat HD44780 akan menampilkan data 41H yang tersimpan pada DDRAM, maka HD44780 akan mengambil data di alamat 41H (0100 0001) yang ada pada CGROM yaitu pola karakter A.

Gambar 2.9 LCD LM1632

Register

HD44780, mempunyai dua buah Register yang aksesnya diatur dengan menggunakan kaki RS. Pada saat RS berlogika 0, maka register yang diakses adalah Register Perintah dan pada saat RS berlogika 1, maka register yang diakses adalah Register Data

Register Perintah

Register ini adalah register di mana perintah-perintah dari mikrokontroler ke HD44780 pada saat proses penulisan data atau tempat status dari HD44780 dapat dibaca pada saat pembacaan data.

Penulisan Data ke Register Perintah

Penulisan data ke Register Perintah dilakukan dengan tujuan mengatur tampilan LCD, inisialisasi dan mengatur Address Counter maupun Address Data. Gambar menunjukkan proses penulisan data ke register perintah dengan menggunakan mode 4 bit interface. Kondisi RS berlogika 0 menunjukkan akses data ke Register Perintah. RW berlogika 0 yang menunjukkan proses penulisan data akan dilakukan. Nibble tinggi (bit 7 sampai bit 4) terlebih dahulu dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock. Kemudian Nibble rendah (bit 3 sampai bit 0) dikirimkan dengan diawali pulsa logika 1 pada E Clock lagi. Untuk mode 8 bit

interface, proses penulisan dapat langsung dilakukan secara 8 bit (bit 7 … bit 0)

Gambar 2.10 Penulisan Data ke register Perintah

2.8. Light Emmiting Diode (LED)

Light Emmiting Dioda atau lebih dikenal dengan sebutan LED (light-emitting

diode) adalah suatu semikonduktor yang memancarkan cahaya monokromatik yang tidak koheren ketika diberi tegangan maju. Gejala ini termasuk bentuk elektroluminesensi. Warna yang dihasilkan bergantung pada bahan semikonduktor yang dipakai, dan bisa juga dekat ultraviolet, tampak, atau inframerah.

LED juga disebut "Solid State Lighting" karena chip LED disolder ke Printed Circuit Board (PCB) dan oleh karena itu tidak memiliki artikel-artikel yang longgar / filamen seperti bola lampu pijar, atau zat beracun seperti gas merkuri pada Lampu Hemat Energy (LHE).

Gambar.2.3. Simbol dan gambar LED

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

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Pembuatan Sistem Keseluruhan

Sistem yang dirancang bertujuan untuk mengukur kandungan Alfatokoferol pada paprika hijau, adapun perancangan alat yang digunakan dalam penelitian ini seperti dalam gambar 3.1 dibawah ini:

LED

Sensor TCS3200

PSA

Mikrokontroller AT89S52

LCD 16x2 Modul Sensor Warna

TCS3200

Gambar 3.1 Blok Diagram Pembuatan Alat Kadar Alfatokoferol

Cara kerja alat ini adalah sumber cahaya LED putih memancarkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu yang mengenai sampel yang sudah di ekstrak terlebih dahulu. Kemudian, masukkan ke dalam tabung reaksi sebanyak 50 ml dengan penambahan etanol masing-masing sampel berbeda ukuran konsentrasinnya. Larutan pada sampel menyerap cahaya putih dan meneruskan cahaya sesuai dengan warna pada sampel, sehingga cahaya dari sampel larutan alfatokoferol langsung ditangkap oleh sensor warna, yang akan menghasilkan warna dengan komposisi RGB tertentu.

Intensitas cahaya yang diteruskan akan menjadi lebih kecil daripada intensitas cahaya awal. Intensitas cahaya yang diteruskan ditangkap oleh sensor

warna dan disambungkan dengan mikrokontroler. Setelah diperoleh hasilnya, keluaran mikrokontroler berupa data biner kandungan alfatokoferol yang selanjutnya oleh LCD ditampilkan dalam satuan desimal. Kemudian nilai RGB dari masing-masing dikalibrasi pada nilai nm yang terkandung pada sampel.

3.2. Rangkaian LED Putih

Led putih menghasilkan cahaya sebesar 32 lumen per watt (lm/W), bentuk fisik lampu LED putih yang digunakan sebagai lampu penerangan merupakan kumpulan (kluster) LED putih yang sudah disatukan dan dikemas sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah sumber cahaya. Led putih membutuhkan tegangan sebesar 5 V untuk dapat menyala dengan baik, dengan hambatan sebesar 330 volt. Seperti tampak pada Gambar 3.2 berikut:

Gambar 3.2 Rangkaian LED putih

3.3. Rangkaian Sensor Warna TCS3200

Rangkaian Blok sensor warna pada sistem ini menggunakan modul sensor warna DT-Sense Color Sensor yang menggunakan TCS3200 sebagai sensor warna-nya. Modul sensor ini dapat menyimpan hingga 25 data warna yang akan disimpan pada EEPROM.

Output dari rangkaian blok sensor warna ini akan diproses oleh mikrokontroller sehingga nantinya mikrokontroller dapat menampilkan hasil dari output sensor warna ke LCD , dan memerintahkan motor driver untuk

Gambar 3.3 Rangkaian Blok Sensor Warna

Pengenalan warna pada sensor warna dipengaruhi oleh pencahayan yang masuk ke sensor , antara lain : tingkat refleksivitas obyek, kondisi cahaya sekitar, ukuran obyek, dan jarak antara lensa ke obyek

3.4. Rangkaian LCD LM1632

LCD (Liquid Crystal Display) merupakan salah satu jenis tampilan yang dapat digunakan untuk menampilkan angka (numerik) atau karakter. LCD terdiri atas tumpukan tipis dari dua lembar kaca dengan pinggiran yang tertutup rapat. Antara dua lembar kaca tersebut diberi bahan kristal cair (Liquid Crystal) yang tembus cahaya. Permukaan luar dari masing-masing keping kaca mempunyai lapisan penghantar tembus cahaya seperti oksida timah atau oksida indium. (Woollard, 2006)

Proses mengirim/mengambil data dari M1632 bisa dijabarkan sebagai berikut :

1. RS harus disiapkan dulu, untuk menentukan jenis data seperti yang telah dibicarakan diatas.

2. R/W di-nol-kan untuk menandakan akan diadakan pengiriman data ke M1632. Data yang akan dikirim disiapkan di DB0….DB7, sesaat kemudian sinyal E disatukan dan dinolkan kembali. Sinyal E merupakan sinyal sinkronisasi, saat E berubah dari 1 menjadi 0 data di DB0….DB7 diterima oleh M1632.

3. Untuk mengambil data dari M1632 sinyal R/W disatukan, menyusul sinyal E disatukan, pada E menjadi 1, M1632 akan meletakkan datanya di

DB0….DB7, data ini harus diambil sebelum sinyal E dinolkan kembali. Untuk menghubungkan dengan mikrokontroller, pemakai LCD M1632 dilengkapi dengan 8 jalur data (DB0….DB7) yang dipakai untuk menyalurkan kode ASCII maupun perintah pengatur kerjanya M1632. Selain itu dilengkapi pula dengan E, R/W dan R/S seperti layaknya komponen yang kompetibel dengan mikroprosesor. RS (Register Select) dipakai untuk membedakan jenis data yang dikirim M1632, kalau RS=0 datayang dikirim adalah perintah untuk mengatur kerja M1632, sebaliknya kalau RS=1 data yang akan dikirim adlah kode ASCII yang ditampilkan. M1632 mempunyai seperangkat perintah untukmengatur tata kerjanya,perangkat perintah tersebut meliputi perintah untuk menghapus tampilan, meletakkan kembali kusor pada baris huruf pertama baris pertama, menghidupkan/mematikan tampilan dan lain sebagainya.

Untuk tampilan dipergunakan LCD Dot Matrik 2 x 16 karakter. Sinyal-sinyal yang diperlukan oleh LCD adalah RS dan Enable, sinya l RS dan Enable dipergunakan sebagai input yang outputnya dipakai untuk mengaktifkan LCD. LCD akan aktif apabila mikrokontroller memberikan instruksi tulis pada LCD.

Saat kondisi RS don‟t care dan enable 0 maka LCD tetap pada kondisi semula, pengiriman data ke LCD dilakukan saat RS berlogika 0 dan enable berlogika 1. instruksi dikirim pada LCD bila keadaan RS berlogika 1 dan enable berlogika 1. Pin LCD ini untuk data terkoneksi pada port 0 mikrokontroller. Kemudian untuk RS dihubungkan pada Port 2.0, tulis/baca (Read/Write) diberi logika low karena disini LCD bersifat menulis data, dan yang terakhir Enable (E) dikendalikan dengan Port 2.1. Gambar rangkaian LCD seperti terlihat dalam gambar

Gambar 3.4 Rangkaian LCD 1632

3.5. Rangkaian Mikrokontroller AT89S52

Rangkaian ini berfungsi sebagai pusat kendali dari seluruh sistem yang ada. Rangkaian mikrokontroler ditunjukkan pada gambar 3.3 berikut ini:

Pin 31 External Access Enable (EA) diset high (H). Ini dilakukan karena mikrokontroller AT89S8252 tidak menggunakan memori eskternal. Pin 18 dan 19 dihubungkan ke XTAL 12 MHz dan capasitor 33 pF. XTAL ini akan mempengaruhi kecepatan mikrokontroler AT89S8253 dalam mengeksekusi setiap perintah dalam program. Pin 9 merupakan masukan reset (aktif tinggi). Pulsa transisi dari rendah ke tinggi akan me-reset mikrokontroller ini. Pin 32 sampai 39 adalah Port 0 yang merupakan saluran/bus I/O 8 bit open collector dapat juga digunakan sebagai multipleks bus alamat rendah dan bus data selama adanya akses ke memori program eksternal.

Pada port 0 ini masing masing pin dihubungkan dengan resistor 4k7 ohm. Resistor 4k7 ohm yan dihubungkan ke port 0 befungsi sebagai pull up( penaik tegangan ) agar output dari mikrokontroler dapat mntrigger transistor. Pin 1 sampai 8 adalah port 1. Pin 21 sampai 28 adalah port 2. Dan Pin 10 sampai 17 adalah port 3. Pin 39 yang merupakan P0.0 dihubungkan dengan sebuah resistor 330 ohm dan sebuah LED. Ini dilakukan hanya untuk menguji apakah rangkaian minimum mikrokontroler AT89S52 sudah bekerja atau belum. Dengan memberikan program sederhana pada mikrokontroler tersebut, dapat diketahui apakah rangkaian minimum tersebut sudah bekerja dengan baik atau tidak.

Jika LED yang terhubug ke Pin 39 sudah bekerja sesuai dengan perintah yang diberikan, maka rangkaian minimum tersebut telah siap digunakan. Pin 20 merupakan ground dihubungkan dengan ground pada power supplay. Pin 40 merupakan sumber tegangan positif dihubungkan dengan + 5 volt dari power supply.

3.6. Pembuatan Perangkat Lunak (Software)

Sistem perangkat keras sebagai pengendali tidak akan dapat bekerja jika tidak disertai dengan peangkat lunak sebagai pengatur keseluruhan sistem. Perangkat lunak ini sebagai pengatur dan penghubung yang bertugas menentukaan

langka-keseluruhan sistem, sehingga nantinya dapat ditentukan arah kendali atau proses dari sistem yang dibuat. Mikrokontroler merupakan pengendali utama dari keseluruhan sistem ini. Mikrokontroler tidak akan bisa berfungsi jika di dalamnya tidak dimasukkan sebuah program (perangkat lunak). Perangkat lunak yang dirancang pada sistem ini menggunakan sebuah bahasa pemrograman yang berupa bahasa Assembler.

No

Yes

3.6 .

Tampilkan pada LCD

3.7. Pembuatan Larutan Sampel

Alat otomatisasi pengukur kadar Alfatokoferol ini menggunakan sampel larutan Alfatokoferol (vitamin E) yaitu paprika hijau, yang nantinya akan diuji pada alat tersebut agar diketahui ketepatan niali pembacaannya. Sampel yang digunakan untuk penelitian ini adalah ekstrak Vitamin E murni. Pada penelitian ini dibuat sepuluh sample yang dilarutkan dengan etanol hingga 50 ml. Pembuatann sampel dilakukan dengan cara melarutkan 10 ml alfatokoferol murni dalam 50 ml Etanol sehingga didapatkan alfatokoferol 10 % sebagai larutan stok sesuai rumus persen :

% Alfatokoferol = ₁₀₀ ��_���� ��_{�� ��} x 100%

Setelah itu, untuk mendapatkan alfatokoferol dengan kadar tertentu, maka diambil dari larutan stok kemudian diencerkan sampai volume 10 ml sesuai dengan rumus berikut :

M1 V1= M2 V2 Dimana :

V1= �

2 �2

�1 M1 = Kosentrasi larutan stok (%)

M2 = Kosentarsi larutan yang diinginkan (%)

V1 = Volume dari larutan stok

V2 = Volume larutan yang diinginkan (10 ml)

3.8. Pengujian Alat

3.8.1. Proses Pengambilan Data

Pengambilan data dilakuan dengan menggunakan 11 sampel yang telah terukur kadar alfatokoferolnya secara perhitungan. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut :

a) Membuat larutan sampel dengan perhitungan kadar alfatokoferol sebagaimana telah dijelaskan pada sub pokok bahasan 3.7

b) Meletakkan satu persatu larutan sampel pada rangkaian sistem. c) Sampel diuji keberadaan alfatokoferolnya menggunakan alat uji

keberadaan alfatokoferol.

d) Mengamati dan mencatat hasil pengujian yang ditampilkan pada LCD.

e) Membandingkan hasil pengujian alat dengan pengujian semula. f) Membuat regresi dari hasil pengujian sebenarnya dengan hasil

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengujian Alat

Secara umum, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui apakah alat dapat bekerja sesuai dengan spesifikasi perencanaan yang telah ditetapkan. Pengujian dilakukan untuk kerja perangkat keras pada masing-masing blok rangkaian penyusun sistem, antara lain Sensor, Mikrokontroler, LCD dan pengujian alat secara keseluruhan.

4.1.1 Hasil Pengujian Rangkaian Sensor Warna TCS3200

Pengujian rangkaian sensor warna TCS230 dapat dilakukan dengan menggunakan rangkaian seperti pada Gambar 4.1:

Berdasarkan hasi pengujian rangkaian sensor warna TCS3200 yang mengacu pada Gambar 4.1, maka diperoleh data seperti pada tabel 4.1 berikut:

Tabel 4.1 Hasil pengujian rangkaian sensor TCS3200

No Kadar Perhitungan (%) Hasil Keluaran Alat

0 0 Tidak

1 1 Ada

2 2 Ada

3 3 Ada

4 4 Ada

5 5 Ada

6 6 Ada

7 7 Ada

8 8 Ada

9 9 Tidak

10 10 Tidak

Dari hasil pengujian tabel 4.1 di atas dapat dilihat bahwa keberadaan alfatokoferol pada sampel berada pada kosentrasi 1 – 8 %, pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan sensor dalam pengukuran alat.

4.1.2 Hasil Pengujian Sistem Minimum AT89S52 Dan LCD

Pengujian terhadap mikrokontroler AT89S52 dan LCD dilakukan untuk memeriksa apakah terdapat kesalahan dalam perangkat lunak yang sudah disusun untuk mengisi data serta menampilkannya pada LCD. Pengujian dilakukan dengan cara membuat program untuk menampilkan ke LCD. Programnya adalah

mov 60h,#80h call data_penampil mov a,#'S' call kirim_data mov 60h,#81h call data_penampil mov a,#'E' call kirim_data mov 60h,#82h call data_penampil mov a,#'N' call kirim_data mov 60h,#83h call data_penampil mov a,#'S' call kirim_data mov 60h,#84h call data_penampil mov a,#'O' call kirim_data mov 60h,#85h call data_penampil mov a,#'R' call kirim_data mov 60h,#86h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#87h call data_penampil mov a,#'W' call kirim_data mov 60h,#88h call data_penampil mov a,#'A' call kirim_data mov 60h,#89h call data_penampil mov a,#'R' call kirim_data mov 60h,#8ah call data_penampil mov a,#'N' call kirim_data mov 60h,#8bh call data_penampil mov a,#'A'

call kirim_data

Mikrokontroler AT89S51 mempunyai 4 port, 32 jalur yang dapat diprogram menjadi masukan atau keluaran, seperti dalam Gambar 4.3.

Gambar 4.2 Rangkaian Pengujian Mikrokontroler

Setelah LCD dirangkai sebagaimana dijelaskan pada BAB III, kemudian diberikan program sederhana. Data masukan dan keluaran yang ditampilkan pada LCD ditunjukkan pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data masukan dan keluaran pada LCD

Masukan Keluar

SENSOR WARNA SENSOR WARNA

LAMDA = ADA LAMDA = ADA

Dari hasil pengujian di atas dapat disimpulkan bahwa rangkaian mikrokontroler dan LCD yang dirancang dapat menampilkan data sesuai dengan

4.1.3 Hasil Pengujian Keseluruhan Sistem

Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan sistem yang telah dibuat dalam pengukuran kadar alfatokoferol pada paprika hijau. Pengujian ini dibandingkan dengan data pengukuran kadar alfatokoferol yang dihasilkan dari pengukuran analisis kimia menggunakan spektrofotometer.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Data pada Spektrofotometer dan Data Hasil Keluaran Alat

Kosentrasi Larutan (%) Hasil Pengukuran Spektrofotometer

(nm)

Hasil Keluaran Alat (nm)

0 364 Tidak

1 269 Ada

2 270 Ada

3 268 Ada

4 270 Ada

5 270 Ada

6 287 Ada

7 316 Ada

8 322 Ada

9 > 400 Tidak

10 > 400 Tidak

Hasil pengujian di atas dapat dilihat bahwa keberadaan alfatokoferol pada sampel 0 %, 9 %, dan 10 % tidak terdeteksi. Hal ini disebabkan karena semakin

tinggi kosentrsi larutan yang diuji maka keberadaan alfatokoferol pada sampel tidak terdeteksi.

4.1.4 Pembahasan

Larutan pada sampel menyerap cahaya putih dan meneruskan cahaya sesuai dengan warna pada sampel, sehingga cahaya dari sampel larutan alfatokoferol langsung ditangkap oleh sensor warna, yang akan menghasilkan warna dengan komposisi RGB tertentu, sehingga intensitas cahaya yang diteruskan akan menjadi lebih kecil daripada intensitas cahaya awal. Intensitas cahaya yang diteruskan ditangkap oleh sensor warna dan disambungkan dengan mikrokontroler. Setelah diperoleh hasilnya, keluaran mikrokontroler berupa data biner kandungan alfatokoferol yang selanjutnya oleh LCD ditampilkan dalam satuan desimal.

Kemudian nilai RGB dari masing-masing dikalibrasi pada nilai nm yang terkandung pada sampel. Sebelum pengujian sistem keseluruhan, dilakukan pengujian analisis kimia menggunakan spektrofotometer terdahulu dengan menggunakan 11 sampel larutan, setelah itu dikalibrasi dengan hasil dari keluaran alat. Dari hasil pengujian diatas diperoleh masing-masing nilai RGB dan kecerahan yang dihasilkan sensor warna pada sampel paprika hijau yang diberi campuran pelarut etanol dengan konsentrasi yang berbeda-beda yaitu: kosentrasi 0 % (tidak ada), kosentrasi 1 % (ada), kosentrasi 2 % (ada), kosentrasi 3 % (ada), kosentrasi 4 % (ada), kosentrasi 5 % (ada), kosentrasi 6 % (ada), kosentrasi 7 % (ada), kosentrasi 8 % (ada), kosentrasi 9 % (tidak ada), kosentrasi 10 % (tidak ada).

Adanya kesalahan pengujian keberadaan alfatokoferol ini disebabkan karena salah satu zat yang harus diukur harus stabil, sedangkan pelarut yang digunakan yaitu etanol adalah zat yang mudah menguap di suhu ruang sehingga

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Pembuatan alat ini menggunakan spektrofotometer absorbsi warna pada sampel, ketika larutan pada sampel menyerap cahaya LED putih dan meneruskan cahaya sesuai dengan warna pada sampel sehingga cahaya dari sampel larutan alfatokoferol langsung ditangkap oleh sensor warna, sehingga intensitas cahaya yang diteruskan akan berubah. Setelah intensitas cahaya ditangkap oleh sensor warna kemudian diteruskan ke Mikrokontroller berupa data biner kandungan alfatokoferol yang selanjutnya oleh LCD ditampilkan dalam satuan desimal berapapun kadar alfatokoferolnya.

2. Perancangan alat ini meliputi dua tahap, yaitu perancangan perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak (software). Perangkat keras (hardware) ini terdiri dari: sensor TCS3200 sebagai penentu nilai RGB dan kecerahan warna, mikrokontroler AT89S52 sebagai memori penyimpan perintah pada perangkat -perangkat yang lainnya, dan LCD M1632 untuk menampilkan keluaran dalam bentuk tulisan berdasarkan perintah mikrokontroler.

3. Modul sensor dapat bekerja dengan baik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa untuk sampel dengan kosentrasi 9% dan 10 %, tidak terlihat keberadaan alfatokoferolnya, dikarenakan tingginya kosentrasi larutan.

5.2. Saran

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

1. Sebaiknnya sampel yang digunakan lebih banyak sehingga akan lebih mudah untuk dikalibrasi.

2. Sensor warna sangat peka cahaya, oleh karena itu butuh jarak dan larutan yang sama untuk setiap pengambilan data.

3. Dengan sedikit modifikasi diharapkan dapat dimanfaatkan untuk pembacaan kadar larutan yang mendekati panjang gelombang tertentu.

DAFTAR PUSTAKA

Cromer Alan H. 1994. Fisika Untuk Ilmu-ilmu Hayati Edisi kedua. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Dany Ika Nurhayati. 2008. Alat Otomatisasi Pengukur Kadar Vitamin C dengan Metode Titrasi Asam Basa. Skripsi Jurusan Fisika Universitas Islam Negri Malang. Diakses tanggal 06 Mei 2013.

Etty Damayanti Noor.2010. Pembuatan Alat Pendeteksi Kadar Beta Karoten Menggunakan Sensor Warna TCS3200. Skripsi Fisika Universitas Islam Negri Malang. Diakses tanggal 07 Januari 2013.

Kumalaningsih Sri. 2006. Antioksidan Alami. Surabaya : Trubus Agrisarana. Khopkar, S.M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI-Press Mulja, M. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya : Airlangga University.

Ucik Ayudianingsih, dkk. 2006. Pemanfaatan Bentonit Sebagai Katalis Padat

Dalam Optimalisasi Dan Efisiensi Sintesis α-Tokoferol (vitamin E). Jurnal Program Studi Kimia Fakultas MIPA Universitas Airlangga Surabaya.

Watson David G, 2009. Analisis Farmasi : Buku Ajar Untuk Mahasiswa Farmasi dan Praktisi Kimia Farmasi Edisi ke 2. Jakarta : Buku Kedokteran EGC.

http://library.binus.ac.id/ecolls/eThesis/Bab2/2012-1-00631-%202pdf. Diakses Maret 2013.

http://elib.unikom.ac.id/files/disnl/528/jbptunikompp-gdl-bambangism-26383-6-12-unik-i-pdf. Diakses 21 Maret 2013.

http://aqwamrosadi.staff.gunadarma.ac.id/downloads/files/10785/MIKROKONTR OLER+AT89S52.pdf. Diakses tanggal 03 mei 2013.

www.nutritionanalyzer.com. Diakses 28 Mei 2013.

http://thibun.blogspot.com/2012/10/paprika-hijau-green-bell-papper.html. Diakses 28 Mei 2013.

http://anundthenutrition.blogspot.com/2010/01/khasiat-paprika-bagi-kesehatan.html. Diakses tanggal 28 Mei 2013.

http://delta-electronic.com/artide/wp-content/uploads/2008/09/an0034.pdf. Diakses tanggal 1 juli 2013.

LAMPIRAN I

Tampilan Alat

Lampiran II

Program

rs equ p3.0 rw equ p3.1 en equ p3.2 Utama: mov 60h,#80h call data_penampil mov a,#'S' call kirim_data mov 60h,#81h call data_penampil mov a,#'E' call kirim_data mov 60h,#82h call data_penampil mov a,#'N' call kirim_data mov 60h,#83h call data_penampil mov a,#'S' call kirim_data mov 60h,#84h call data_penampil mov a,#'O' call kirim_data mov 60h,#85h call data_penampil mov a,#'R' call kirim_data mov 60h,#86h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#87h call data_penampil mov a,#'W' call kirim_data mov 60h,#88h call data_penampil mov a,#'A' call kirim_data mov 60h,#89h call data_penampil

mov a,#'R' call kirim_data mov 60h,#8ah call data_penampil mov a,#'N' call kirim_data mov 60h,#8bh call data_penampil mov a,#'A' call kirim_data baca_data: acall tunda mov 61h,#0 mov 62h,#0 mov 63h,#0 mov 64h,#0 jb p3.7,$ jnb p3.7,$ cek_dataH: jnb p3.7,selesai inc 64h mov a,64h cjne a,#255,cek_dataH mov 64h,#0 selesai: mov a,64h cjne a,#4,data5 mov 61h,#4 mov 62h,#6 mov 63h,#3 ljmp menampilkan data5: cjne a,#5,data6 mov 61h,#9 mov 62h,#6 mov 63h,#2 ljmp menampilkan data6: cjne a,#6,data7 mov 61h,#9 mov 62h,#6

ljmp menampilkan data7: cjne a,#7,data8 mov 61h,#0 mov 62h,#7 mov 63h,#2 ljmp menampilkan data8: cjne a,#8,data9 mov 61h,#0 mov 62h,#7 mov 63h,#2 ljmp menampilkan data9: cjne a,#9,data10 mov 61h,#8 mov 62h,#6 mov 63h,#2 ljmp menampilkan data10: cjne a,#10,data11 mov 61h,#0 mov 62h,#7 mov 63h,#2 sjmp menampilkan data11: cjne a,#11,data12 mov 61h,#7 mov 62h,#8 mov 63h,#2 sjmp menampilkan data12: cjne a,#12,data13 mov 61h,#6 mov 62h,#1 mov 63h,#3 sjmp menampilkan data13: cjne a,#13,data14 mov 61h,#2 mov 62h,#2

mov 63h,#3 sjmp menampilkan data14: cjne a,#14,data15 mov 61h,#0 mov 62h,#0 mov 63h,#4 sjmp menampilkan data15: cjne a,#15,data16 mov 61h,#0 mov 62h,#0 mov 63h,#4 sjmp menampilkan data16: cjne a,#16,data17 mov 61h,#0 mov 62h,#2 mov 63h,#4 sjmp menampilkan data17: cjne a,#17,data18 mov 61h,#0 mov 62h,#3 mov 63h,#4 sjmp menampilkan data18: cjne a,#18,menampilkan mov 61h,#0 mov 62h,#4 mov 63h,#4 menampilkan: mov r0,61h acall konversi mov 71h,r1 mov r0,62h acall konversi mov 72h,r1 mov r0,63h acall konversi

mov 60h,#0C0h acall data_penampil mov a,#'L' acall kirim_data mov 60h,#0C1h acall data_penampil mov a,#'a' acall kirim_data mov 60h,#0C2h acall data_penampil mov a,#'m' acall kirim_data mov 60h,#0C3h acall data_penampil mov a,#'d' acall kirim_data mov 60h,#0C4h call data_penampil mov a,#'a' call kirim_data mov 60h,#0C5h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#0C6h call data_penampil mov a,#'=' call kirim_data mov 60h,#0C7h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#0C8h call data_penampil mov a,73h call kirim_data mov 60h,#0C9h call data_penampil mov a,72h call kirim_data mov 60h,#0Cah call data_penampil mov a,71h call kirim_data mov 60h,#0Cbh call data_penampil

mov a,#' ' call kirim_data mov 60h,#0Cch call data_penampil mov a,#'n' call kirim_data mov 60h,#0Cdh call data_penampil mov a,#'m' call kirim_data abis: acall tunda ljmp utama data_scan: mov p1,a clr rs clr rw setb en clr en call delay ret data_penampil: mov a,#0ch call data_scan mov a,#06h call data_scan mov a,60h call data_scan ret kirim_data: mov p1,a setb rs clr rw setb en clr en call delay mov a,#38h call data_scan ret konversi: cjne r0,#0,satu mov r1,#'0'

mov 60h,#0C0h acall data_penampil mov a,#'L' acall kirim_data mov 60h,#0C1h acall data_penampil mov a,#'a' acall kirim_data mov 60h,#0C2h acall data_penampil mov a,#'m' acall kirim_data mov 60h,#0C3h acall data_penampil mov a,#'d' acall kirim_data mov 60h,#0C4h call data_penampil mov a,#'a' call kirim_data mov 60h,#0C5h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#0C6h call data_penampil mov a,#'=' call kirim_data mov 60h,#0C7h call data_penampil mov a,#' '

call kirim_data mov 60h,#0C8h call data_penampil mov a,73h call kirim_data mov 60h,#0C9h call data_penampil mov a,72h call kirim_data mov 60h,#0Cah call data_penampil mov a,71h call kirim_data mov 60h,#0Cbh

mov a,#' ' call kirim_data mov 60h,#0Cch call data_penampil mov a,#'n' call kirim_data mov 60h,#0Cdh call data_penampil mov a,#'m' call kirim_data abis: acall tunda ljmp utama data_scan: mov p1,a clr rs clr rw setb en clr en call delay ret data_penampil: mov a,#0ch call data_scan mov a,#06h call data_scan mov a,60h call data_scan ret kirim_data: mov p1,a setb rs clr rw setb en clr en call delay mov a,#38h call data_scan ret konversi: cjne r0,#0,satu mov r1,#'0' ret

satu: cjne r0,#1,dua mov r1,#'1' ret dua: cjne r0,#2,tiga mov r1,#'2' ret tiga: cjne r0,#3,empat mov r1,#'3' ret empat: cjne r0,#4,lima mov r1,#'4' ret lima: cjne r0,#5,enam mov r1,#'5' ret enam: cjne r0,#6,tujuh mov r1,#'6' ret tujuh: cjne r0,#7,delapan mov r1,#'7' ret delapan: cjne r0,#8,sembilan mov r1,#'8' ret sembilan: cjne r0,#9,konversi mov r1,#'9' ret delay: mov r7,#10 dly: mov r6,#255 djnz r6,$ djnz r7,dly ret tunda: mov r5,#3

mov r4,#255 td:

mov r3,#255 djnz r3,$ djnz r4,td djnz r5,tnd ret

LAMPIRAN III GAMBAR RANGKAIAN