TUGAS AKHIR PEREKAMAN DAN PENGOLAHAN DATA SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK

  TUGAS AKHIR PEREKAMAN DAN PENGOLAHAN DATA SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Elektro Oleh : Teo Christianto

  NIM : 075114003

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2012

  i

  

FINAL PROJECT

RECORDING AND DATA PROCESSING OF VISIBLE

SPECTROPHOTOMETRY

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

to Obtain the SARJANA TEKNIK Degree

in Electrical Engineering Study Program

  

By :

Teo Christianto

NIM : 075114003

  

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2012

ii

HALAMAN PERSETUJUAN TUGAS AKHIR PEREKAMAN DAN PENGOLAHAN DATA SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK (RECORDING AND DATA PROCESSING OF VISIBLE SPECTROPHOTOMETRY)

  Oleh :

TEO CHRISTIANTO

  NIM : 075114003 Disetujui oleh : Pembimbing I

(B. Wuri Harini S.T., M.T.) Tanggal :……………………..

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan

dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta, 31 Mei 2012 Penulis Teo Christianto

  

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MAKE EVERYTHING HAPPENS

because

  

Kupersembahkan karya ini buat :

  

I Always LOVE You All

Tuhan Yesus Kristus yang selalu menjadi inspirasiku Papa, Mama dan Nana tercinta yang selalu mendukungku

  Ana Puspita yang telah menjadi pengisi hati dan penyemangat hidupku

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Teo Christianto

  Nomor Mahasiswa : 075114003

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

PEREKAMAN DAN PENGOLAHAN DATA

SPEKTROFOTOMETRI SINAR TAMPAK

beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan

data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau

media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya

maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya

sebagai penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 31 Mei 2012 Yang menyatakan (Teo Christianto)

  

INTISARI

Banyak parameter yang dapat diukur dari suatu senyawa. Salah satu

parameter yang dapat diukur adalah nilai konsentrasi zatnya. Diperlukan sebuah

instrumen yang dapat mengukur konsentrasi suatu zat, seperti spektrofotometri.

Dalam perkembangannya instrumen ini masih dioperasikan secara manual

sehingga pengukurannya berlangsung lama. Untuk itu peneliti perlu memiliki

suatu sistem otomatis untuk spektrofotometri yang digunakan. Pengendalian

otomatis dari PC melalui Visual Basic memampukan spektrofotometri dapat

mengukur lima konsentrasi senyawa secara otomatis. Diperlukan komunikasi

serial dari PC ke mirkokontroler agar pengontrolan ini dapat berjalan.

  Pengendalian spektrofotometri terdiri dari pengendalian kuvet dan

monokromator. Data hasil scanning akan dikirim secara serial ke PC. Data-data

tersebut akan direkam dan diolah pada PC. Melalui software Visual Basic data

akan disimpan dan diolah menjadi data olahan yang diinginkan serta data olahan

tersebut juga ditampilkan dalam bentuk grafik pada PC. Semua data diolah

dengan menggunakan perhitungan matematis salah satunya adalah regresi linear.

  Pengontrolan spektrofotometri secara otomatis berhasil dibuat dan dapat

bekerja dengan baik. Sistem otomatisnya dapat dijalankan bertahap sesuai dengan

perancangan. PC juga sudah dapat mengolah dan menampilkan data-data yang

diinginkan dengan baik.

  Kata kunci : pengontrolan spektrofotometeri, pengolahan data spektrofotometri

  

ABSTRACT

Many parameters can be measured from a compound. One parameter that

can be measured is the value of the concentration of substance. Needed an

instrument that can measure the concentration of a substance, such as

spectrophotometry. In the development of this instrument is still manually

operated so that the measurement needed a long time. For that researchers need

to have an automate system used for spectrophotometry. Automatic control from a

PC via the Visual Basic enables spectrophotometry to measure the five

concentrations of compounds automatically. Required serial communication from

PC to Mikrokontroler so that this control can be run.

  Controls consisted of spectrophotometric cuvette and monochromator

control. Scanning the data is sent serially to the PC. These data will be recorded

and processed on a PC. Through the software Visual Basic data will be stored

and processed into the desired processed data and processed data is also

displayed in graphical form on a PC. All data is processed using on of which is a

mathematical calculation of linear regression.

  Control spectrophotometry successfully created automatically and can

work well. Automatic system can be implementation in according with the design.

PC also can process and display the desired data well.

  Keyword :spectrophotometry control, data processing spectrophotometry

KATA PENGANTAR

  Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang

berjudul “Perekaman dan Pengolahan Data Spektrofotometri Visible” Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan memperkaya wawasan

berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika khususnya sains dan

teknologi pada umumnya.

  Pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

  

1. Kedua orang tua yang tercinta atas doa dan materi yang telah diberikan

  2. Bernadeta Wuri Harini, S.T., M,T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan, masukan, waktu dan perhatiannya selama penyusunan tugas akhir ini

  

3. Segenap dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma

  4. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi

  5. Teman-teman TE angkatan 2007 atas dukungannya

  6. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

  Penulis dengan penuh kesadaran memahami dalam pembuatan tugas akhir

ini masih banyak terdapat kekurangannya. Oleh karenanya sumbang saran yang

bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Akhirnya penulis berharap

semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya dan dunia

elektronika umumnya.

  Yogyakarta, 31 Mei 2012 Penulis Teo Christianto

  

DAFTAR ISI

Halaman i HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INDONESIA..................................

  

HALAMAN JUDUL DALAM BAHASA INGGRIS ....................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... iii

iv HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. v HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .......................................

  

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO ............................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA vii ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ..........................................

  

INTISARI ............................................................................................................ viii

ABSTRAK ........................................................................................................... ix

x KATA PENGANTAR.........................................................................................

  

DAFTAR ISI........................................................................................................ xi

DAFTAR GAMBAR........................................................................................... xiv

xvi DAFTAR TABEL ...............................................................................................

  1 BAB I PENDAHULUAN....................................................................................

  1.1 Latar Belakang Masalah............................................................................

  1 1.2 Tujuan dan Manfaat ..................................................................................

  2 1.3 Batasan Masalah........................................................................................

  2 1.4 Metodologi Penelitian ...............................................................................

  3 1.5 Sistematika Penulisan................................................................................

  4 ......................................................................................

  5 BAB II DASAR TEORI 2.1.Visual Basic...............................................................................................

  5 2.2.Komunikasi Serial RS 232 ........................................................................

  6 2.3.Mikrokontroler ATMega 8535..................................................................

  8

2.3.1 Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega 8535 .............................

  8

2.3.2 Fitur-fitur ATMega8535................................................................

  9

2.4. Regresi Linear .........................................................................................

  10

2.5. MATRIX .................................................................................................

  11

  2.5.1. Determinan ....................................................................................

  11 .................................................................................

  13 BAB III PERANCANGAN

3.1 Cara kerja Spektrotofometri Visible........................................................

  13

3.2 Blok Diagram Sistem..............................................................................

  14

3.3 Cara Kerja Sistem Software ....................................................................

  15 3.3.1 Sistem Penerimaan data.................................................................

  15 3.3.2 Sistem Pengolahan data .................................................................

  16 3.3.3 Sistem Penyimpanan data..............................................................

  17 3.3.4 Sistem Pengontrolan Hardware ....................................................

  17

3.4 Perancangan Sistem ................................................................................

  17 3.4.1 Perancangan Layout pada Visual Basic.........................................

  17 3.4.2 Perancangan Main Sistem pada Visual Basic................................

  20 3.4.3 Perancangan Sistem Pengolahan data ...........................................

  21 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................

  24

4.1 Hasil Perancangan dan Tampilan Software ............................................

  24

4.2 Hasil Perancangan Sistem Mikrokontroler .............................................

  26

4.3 Cara Kerja Pengukuran ...........................................................................

  27

4.4 Pengujian Software .................................................................................

  28 4.4.1 Pengujian Form Pemilihan ............................................................

  29 4.4.2 Pengujian Form Pengontrolan.......................................................

  31 4.4.3 Pengujian Form Perekaman ..........................................................

  31

4.5 Pengujian Komunikasi Serial RS 23228.................................................

  31

4.6 Pengujian Sistem Pengendalian............................................................ ..

  32

4.7 Pengujian Program Mikrokontroler ........................................................

  33

4.8 Pengujian Sistem Penerimaan data .........................................................

  33 4.8.1 Pengujian Indikator Penerimaan Data ...........................................

  34 4.8.2 Pengujian Sistem Perekaman Data ................................................

  41 4.8.3 Pengujian Sistem Pengolahan Data ...............................................

  43

4.9 Pengujian Sampel Larutan...................................................................

  45

4.10 Pengujian Efektivitas Sistem ...............................................................

  45

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................

  53 5.1. Kesimpulan ..................................................................................................

  53 5.2. Saran ............................................................................................................

  53 DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................

  54 LAMPIRAN

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

  30 GAMBAR 4.6 Pengujian komunikasi dari Mikrokontroler ke PC ....................

  7 ..........................

  2 O

  2 Cr

  37 GAMBAR 4.11 Sinyal pengukuran sampel senyawa K

  4 ............................

  36 GAMBAR 4.10 Sinyal pengukuran sampel senyawa KmnO

  7 .........................

  2 O

  2 Cr

  35 GAMBAR 4.9 Sinyal pengukuran lambda maksimal K

  4 ...........................

  32 GAMBAR 4.8 Sinyal pengukuran lambda maksimal KmnO

  32 GAMBAR 4.7 Tampilan awal form Pengontrolan .............................................

  26 GAMBAR 4.5 Pengujian software dengan data asli ..........................................

GAMBAR 1.1 Blok Model Perancangan .......................................................

  25 GAMBAR 4.4 Tampilan untuk Pemilihan .........................................................

  25 GAMBAR 4.3 Form Perekaman ........................................................................

  24 GAMBAR 4.2 Form Pengontrolan ....................................................................

  22 GAMBAR 4.1 Form Pemilihan..........................................................................

  21 GAMBAR 3.7 Sistem perekaman dan pengolahan data Visual Basic ...............

  20 GAMBAR 3.6 Komunikasi antara visual basic dengan mikrokontroler............

  19 GAMBAR 3.5 Sistem utama pengolahan dan penyimpanan data......................

  19 GAMBAR 3.4 form Perekaman .........................................................................

  18 GAMBAR 3.3 form Pengontrolan..................................................................

  14 GAMBAR 3.2 Tampilan awal........................................................................

  8 GAMBAR 3.1 Blok diagram Sistem ..............................................................

  7 GAMBAR 2.2 Konfigurasi pin ATMega 8535 ..............................................

  3 GAMBAR 2.1 Konektor DB9 ........................................................................

  38

GAMBAR 4.12 Sinyal pengukuran sampel larutan campuran...........................

  39 GAMBAR 4.13 Sinyal selesai untuk pengiriman data .......................................

  40 GAMBAR 4.14 Data awal pada Visual Basic ....................................................

  41 GAMBAR 4.15 Tampilan data perekaman.........................................................

  42 GAMBAR 4.16 Tampilan data perekaman dengan grafik..................................

  50

  

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Konfigurasi kabel RS 232 ..................................................................

  7 Tabel 4.1 Hasil perbandingan sampel senyawa..................................................

  30 Tabel 4.2 Hasil pengukuran data kuvet kosong .................................................

  44 Tabel 4.3 Pengukuran sampel senyawa 1 lambda maksimal 1 ..........................

  44 Tabel 4.4 Hasil pengukuran sampel senyawa 1 lambda maksimal 2 .................

  45 Tabel 4.5 Hasil pengukuran sampel senyawa 2 lambda maksimal 1 .................

  45 Tabel 4.6 Hasil pengukuran sampel senyawa 2 lambda maksimal 2 .................

  45 Tabel 4.7 Hasil pengukuran sampel larutan lambda maksimal 1.......................

  46 Tabel 4.8 Hasil pengukuran sampel larutan lambda maksimal 2.......................

  46 Tabel 4.9 Nilai konsentrasi senyawa (perekaman).............................................

  51 Tabel 4.10 Nilai konsentrasi senyawa (manual) ..................................................

  53 Tabel 4.11 Perbandingan nilai konsentrasi senyawa............................................

  53

BAB I . PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Dewasa ini teknologi banyak diminati masyarakat luas. Tidak dapat

dipungkiri lagi bahwa setiap individu diberikan waktu yang sama tetapi memiliki

waktu kerja yang berbeda-beda. Suatu penelitian dalam bidang pengembangan

tekonologi sangatlah berguna bagi kehidupan manusia di masa mendatang

terutama melihat manfaatnya dari segi keefektifan waktu. Teknologi tentunya

berkaitan erat dengan otomatisasi. Otomatisasi merupakan proses pengotomatisan

yang dapat dilakukan untuk menggerakkan suatu benda atau alat. Dengan kata

lain benda maupun alat tersebut digerakkan tanpa harus menggunakan tenaga

manusia.

  Mengacu dari penelitian sebelumnya yang membahas tentang

spektrofotometri visible, alat ini dapat mengukur jumlah serapan suatu zat dengan

menggunakan sinar visible sebagai sumber cahaya, tentunya hal ini dapat

dikatakan merupakan suatu penemuan dalam bidang teknik elektro yang visioner.

Alat ini dapat juga disebut dengan istilah spektroskop yang dilengkapi dengan

skala terkalibrasi sehingga panjang gelombang dapat dibaca atau dihitung.

Beberapa detektor fotoelektrik dapat digunakan, dan spektrum dapat diperoleh

sebagai alat grafis, yang menunjukkan bagaimana intensitas radiasi beragam

menurut panjang gelombangnya[1]. Namun perangkat ini hanya dapat

dioperasikan secara manual. Dari sinilah penulis berniat mengembangkan

penelitian ini agar menjadi lebih baik lagi.

  Fokus pada penelitian ini adalah perancangan sistem pengendalian

otomatis, pengolahan data, serta penambahan mode pemilihan pengendaliannya

yang dapat dioperasikan dalam mode otomatis dan mode manual. Bila dipandang

dari segi keefektifan, dibanding dengan alat sebelumnya, alat ini dapat mengolah

data secara digital pada komputer, mengatur pergerakan sumber cahaya,

monokromator, dan kuvet secara otomatis.Pada akhirnya informasi yang

  2 Adapun dua kelebihan yang akan dimiliki alat ini dibanding alat

sebelumnya, yang pertama adalah pengontrolan secara otomatis. Semua perangkat

yang terdapat pada alat ini dapat dikontrol melalui satu sumber, sehingga dalam

penggunaannya lebih user friendly. Yang kedua adalah pengolahan data. Dimana

data dari sampel-sampel yang digunakan, dapat diolah dengan baik melalui

penerapan rumus matematika diantaranya dengan menggunakan regresi linear.

  1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah menghasilkan sebuah

alat yang berfungsi untuk melakukan proses perekaman dan pengolahan data

secara akurat dengan spektrofotometri Visible. Manfaat dari penelitian ini

tentunya membantu rekan-rekan pengguna dalam mempermudah pengoperasian

spektrofotometri secara otomatis dengan penggunaan waktu yang lebih efisien.

  1.3 Batasan Masalah Secara menyeluruh penelitian ini dibatasi pada :

  1. Dalam pengolahan datanya, sistem ini mengadopsi software Visual yang lebih spesifik juga digunakan untuk membuat tampilan Basic grafik dari data-data yang telah diproses.

  2. Menggunakan memori pada Visual Basic sebagai penyimpanan datanya.

  3. Komunikasi data antara PC dengan mikrokontroler menggunakan kabel serial RS 232.

  4. Sistem komunikasi antara PC dengan mikrokontroler menerapkan prinsip half duplex.

  5. Sistem pada Visual Basic dapat menampilkan pengukuran 2 senyawa di dalam 1 sampel.

  3

1.4 Metodologi Penelitian

  

Tahap-tahap dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

  1. Pengumpulan referensi dan literatur dari buku-buku pemrograman dan pengolahan data, serta referensi dariinternet tentang komunikasi data.Tahap ini bertujuan untuk mengumpulkan dan mempelajari software dan hardware yang akan digunakan.

2. Studi kasus terhadap alat yang telah dibuat sebelumnya. Tahap ini dilakukan guna memahami prinsip kerja dari alat sebelumnya.

  3. Perancangan dan pembuatan alat yang terencana meliputi perancangan dan software. Tahap ini bertujuan untuk mengembangkan hardware sistem yang telah ada sebelumnya dengan mempertimbangkan faktor- faktor yang dibutuhkan.

  Sumber Cahaya Molekul Monokromator Sensor Polikromatis Penyerap

  Visible (Visible) Cahaya Mikrokontroler keypad

  LCD LCD PC Graphic

  Main System

Gambar 1.1 Blok Model Perancangan Keterangan :

  a. = arah pancaran cahaya

  b. = pengendalian otomatis

  c. = komunikasi serial

  4

  4. Pengujian sistem dan pengambilan data. Tahap ini bertujuan untuk melihat kinerja alat yang telah dibuat secara menyeluruh. Pengujian sistem dilakukan dengan pengoperasian sistem komunikasi antar PC dengan Mikrokontrroler sedangkan pengambilan data dilakukan dengan melihat tampilan pada PC yang pada awalnya telah diolah menggunakan software yang digunakan.

  5. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Tahap ini bertujuan untuk mengecek keakuratan suatu data pada proses komunikasi data, dan kepresisian dari data yang telah diproses secara digital. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan galat serta keefektifan waktu selama proses operasinya.

1.5 Sistematika Penulisan

  BAB I PENDAHULUAN Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian serta sistematika penulisan.

  BAB II DASAR TEORI Bab ini berisi dasar teori yang berkaitan dengan mikrokontroler, LCD grafik, dan dasar teori lainnya. BAB III PERANCANGAN Bab ini berisi tentang perancangan hardware dan perancangan software dalam perancangan tugas akhir ini.

  BAB IV HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah dilakukan. BAB V PENUTUP Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI

2.1 Visual Basic [2]

  Bila dilihat dari dasar kata Visual Basic, maka Kata “Visual” merujuk kepada metode yang digunakan untuk membuat sistem antar muka yang bersifat grafis yang biasa disebut Graphical User Interface (GUI). Hal ini dapat berarti GUI berbasis pada objek. User dapat dengan mudah menambahkan objek yang akan digunakan pada layar.Sedangkan kata “Basic” merujuk kepada bahasa BASIC (Beginners All-

  

Purpose Symbolic Instruction Code ), sebuah bahasa pemrograman yang biasa

  digunakan oleh banyak programmer dibandingkan dengan bahasa pemrograman lainnya.

  Kini bahasa pemrograman Visual Basic tidaklah hanya identik dengan Visual

  Basic

  saja. Sistem pemrograman Visual Basic dalam bentuk aplikasi, telah dimasukkan kedalam Microsoft Excel, Microsoft Access, dan banyak aplikasi

  Windows

  lainnya yang juga menggunakan bahasa yang sama. Visual Basic Scripting

  

Edition (VBScript) adalah sebuah bahasa skrip yang umum digunakan dan merupakan

bagian dari bahasa Visual Basic.

  Dalam pemrograman berbasis objek, sebuah program dibagi menjadi bagian- bagian kecil yang disebut objek. Objek tersebut dapat diolah masing-masing. Setiap objek memiliki sekumpulan sifat dan metode yang melakukan fungsi tertentu seusai yang telah diprogramkan kepadanya.

  Pada prinsipnya sebuah objek mengandung tiga hal utama :

1. Properti atau Atribut Merupakan karakteristik atau sifat dari sebuah objek.

  6

  2. Metode

  Merupakan prosedur yang dimilki oleh suatu objek yang akan dijalankan sesuai dengan respon yang diberikan oleh suatu perintah atau kejadian.

  3. Event Merupakan sesuatu kejadian yang dapat dialami oleh sebuah objek.

2.2 Komunikasi serial RS 232 [3]

  Sistem transmisi sinyal RS 232 merupakan sistem point to point

  

communication . Syarat sinyal RS 232 dapat berfungsi dengan baika dalah dengan

  hubungan ke ground antara PC dengan device yang digunakan dalam komunikasi (common ground). Jarak maksimal komunikasi sangat terbatas dari seratus hingga dua ratus kaki untuk komunikasi data secara asinkron dan hanya lima puluh kaki untuk komunikasi sinkron. Kecepatan transfer data RS 232 cukup rendah, kecepatan maksimal hanya 19200 bits / detik. Singkatnya, RS 232 hanya untuk komunikasi area lokal dan hanya untuk satu driver dan satu receiver. RS 232 pada PC mempunyai dua buah jenis konektor yaitu konektor dengan dua puluh lima pin (DB25) dan konektor dengan sembilan pin (seperti gambar 2.1). Pada dasarnya hanya tiga pin yang terpakai yaitu pin kirim, pin terima, dan ground.

  Dalam setiap transfer data serial, RS 232 memerlukan sebuah Data Terminal

  Equepment (DTE)

  dan Data Communication Equepment (DCE) pada masing-masing terminal. Pengiriman dapat dilakukan secara bit per bit. Kecepatan transfer data harus sama antara pengirim dan penerima, jika tidak sama akan terjadi overflow. Kecepatan transmisi transfer data sering disebut dengan baudrate. Panjang bit data yang sering digunakan diantaranya 4, 5, 6, 7 , dan 8 bit.

  7 Gambar 2.1 Konektor DB9

  Pada komunikasi data serial pada yang dikirim pada dasarnya adalah tegangan dan kemudian dibaca dalam bit. Untuk bit dengan logika 1 besar level tegangannya adalah antara +3 volt sampai +25 volt.Sedangkan bit dengan logika 0 besar level tegangannya adalah antara -3 volt sampai -25 volt.

  Konfigurasi pin untuk kabel serial RS 232 dapat terlihat seperti tabel 2.1.

  

Tabel 2.1.konfigurasi kabel RS 232

Pin Signal Direction Description Number Name

  1 DCD In Data Carrier Detect / Receiver Line Signal Detect

  2 RXD In Receiver Data

  3 TXD Out Transmitter Data

  4 DTR Out Data Terminal Ready -

  5 GND Ground

  6 DSR In Data Set Ready

  7 RTS Out Request To Send

  8 CTS In Clear To Send

  9 RI In Ring Indicator

  8

2.3 Mikrokontroler ATMega 8535 [4]

2.3.1 Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega 8535

  Mikrokontroler ATMega 8535 adalah mikrokontroler berjenis RISC delapan bit dengan delapan kilobyte flash memori, high performance dan low power. Piranti dapat diprogram secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang- ulang selama 10.000 kali baca / tulis didalam sistem. Gambar 2.2 menunjukkkan konfigurasi pin dan blok diagram ATMega 8535.

Gambar 2.2 Konfigurasi pin ATMega 8535

  Konfigurasi pin ATMega 8535 dapat dijelaskan sebagai berikut : 1. VCC merupakan kaki masukan catu daya positif.

  2. GND merupakan kaki masukan catu daya negatif (ground).

  3. AVCC merupakan kaki masukan tegangan untuk ADC.

  4. AREF merupakan kaki masukan tegangan untuk referensi ADC.

  5. XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan kaki masukan untuk kristal luar.

  6. RESET merupakan kaki untuk me-reset mikrokontroler.

  7. PORT A merupakan kaki saluran I/O dua arah dan kaki masukan ADC.

  8. PORT B merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer / counter, dan SPI.

  9

  9. PORT C merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, timer oscillator, dan TWI.

  10. PORT D merupakan kaki saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.

  2.3.2 Fitur-fitur ATMega8535 1. Berperforma tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power).

  2. Fitur Peripheral, diantaramya :

  a. Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat diatur) dan Mode pembanding.

  b. Satu Time r/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, mode pembanding dan Capture Mode.

  c. Real Time Counter dengan sumber osilator terpisah.

  

d. Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC.

  e. Empat saluran Pulse Width Modulation (PWM).

  f. Terdapat Two Serial Interface.

  g. Programmable serial USART.

  h. Master/Serial SPI Serial Interface. i. Programmable Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator. j. On-Chip Analog Comparator.

  3. I/O dan kemasan, diantaranya : a. 32 programmable saluran I/O.

  b. 40 pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF.

  4. Tegangan kerja, diantaranya : a. 2,7 – 5,5V untuk ATmega8535L.

  b. 4,5 – 5,5V untuk ATmega8535.

  5. Kelas kecepatan, diantaranya : a. 0 – 8 Mhz untuk ATmega8535L.

  b. 0 – 16 Mhz untuk ATmega8535.

  10

2.4 Regresi Linear [5]

  Secara garis besar, regresi merupakan suatu metode statistik yang biasa digunakan untuk mencari persamaan kurva linear. Dengan sembarang titik yang terletak pada absis x terhadap ordinat y, maka dapat ditentukan persamaan garis kelinearitasannya serta absis x dan ordinat y yang bersifat linear atau dapat dikatakan segaris. Terdapat dua rumus utama dalam penentuan garis singgung linear ini yaitu :

  1. Pencarian besar Slope b Dalam hal ini rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

  (2.1) Dari rumus di atas dapat diterangkan bahwa untuk mencari besarnya nilai slope b maka diperlukan beberapa nilai variabel diantaranya variabel N sebagai banyak data, variabel xi sebagai deretan data pada sumbu x dan variabel yi sebagai deretan data pada sumbu y.

  2. Pencarian besar intercept a Rumus umum yang digunakan untuk mencari besar nilai intercept a adalah sebagai berikut :

• b (2.2) Dari rumus diatas, sesuai dengan langkah sebelumnya, yaitu menentukan besarnya nilai slope b, maka dapat juga ditentukan besarnya nilai intercept a dengan mencari rata-rata Y( ) dan rata-rata X( . Sehingga persamaan least squares regression line dapat ditemukan dengan

  =bX+a (2.3)

  11

2.5 Matrix [6]

2.5.1 Determinan

  Determinan adalah penulisan unsur – unsur sebuah matriks bujur sangkar dalam bentuk determinan yaitu, sepasang garis tegak. Determinan mempunyai nilai numerik yang biasanya dicari dengan mengalikan unsur – unsurnya secara diagonal.

  Harga determinan matriks orde dua dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut: Matriks orde dua: D= 2x4 – 3x1 = 5 Untuk orde n :

  Cara perhitungan determinan dengan metode komputasi:

  a. Periksa apakah a11 = 0. Bila ya tukar baris pertama dengan salah satu dari baris di bawahnya yang elemen kolom pertamanya tidak nol.

  b. Kalikan baris pertama dengan –aj1/a11 dan kemudian jumlahkan dengan baris ke j, dimana j = 2, 3, ...,n. Hasilnya semua elemen pada kolom pertama akan nol kecuali a11.

  c. Periksa apakah a22 = 0. Bila ya tukar baris kedua dengan salah satu dari baris di bawahnya yang elemen kolom keduanya tidak nol.

  12

  d. Kalikan baris kedua dengan –aj2/a22 dan kemudian jumlahkan dengan baris ke j, dimana j = 3, 4, ...,n. Hasilnya elemen pada kolom kedua akan nol kecuali a22.

  e. Lakukan hal ini seterusnya hingga semua elemen di bawah elemen-elemen diagonal menjadi nol. Dalam melakukan pertukaran baris perlu dicatat jumlahnya, misalnya m kali, maka nantinya nilai determinan harus dikalikan

  m

  dengan (-1) . Ingat sifat determinan bahwa nilai determinan tandanya akan berubah bila dua baris dipertukarkan.

BAB III PERANCANGAN

3.1 Cara Kerja Spektrofotometri

  Pada dasarnya spektrofotometri visible yang dirancang ini berfungsi untuk mengukur dan menampilkan nilai konsentrasi dari suatu zat atau suatu larutan yang dibatasi pada penyerapan menggunakan sinar tampak (sinar visible) saja. Sinar tampak ini memiliki lambda atau panjang gelombang antara 380 nm hingga 700 nm [4]. Untuk itu spektrofotometri yang dirancang ini hanya dapat digunakan untuk zat atau larutan yang dapat menyerap sinar dengan panjang gelombang antara 380 nm hingga 700 nm saja.

  Secara keseluruhan alat ini dapat dikontrol secara manual dan otomatis. Pengontrolan manualnya menggunakan keypad lewat Mikrokontroler yang diprogram dengan bahasa BASIC. Hal ini dapat dilihat pada gambar 3.1. Dalam pengontrolan manual, keypad difungsikan sebagai sinyal input untuk memberikan sinyal output yang dikirimkan menuju hardwarenya. Keypad dapat mengontrol pergerakan motor

  

stepper yang digunakan untuk mengatur posisi kuvet dan posisi prisma pada

  monokromator. Kuvet merupakan tempat untuk meletakkan zat atau larutan-larutan yang akan diukur konsentrasinya sedangkan monokromator merupakan suatu alat yang tersusun dari kumpulan cermin-cermin yang digunakan untuk mengatur panjang gelombang pemantulan yang berasal dari sinar visible. Dari sinyal pemantulan yang dihasilkan ini maka untuk senyawa tertentu akan diperoleh cahaya keluaran yang sebagiannya telah diserap oleh senyawa atau larutan yang terdapat di dalam kuvet. Cahaya keluaran tersebutlah yang kemudian akan dibaca oleh sensor berupa nilai tegangan listrik. Nilai tegangan ini akan dikirimkan menuju mikrokontroler untuk diubah menggunakan ADC (Analog to Digital Converter). Nilai digital dari output ADC inilah yang kemudian diolah menjadi nilai-nilai tertentu yang diinginkan.

  14 Untuk pengontrolan otomatis, perbedaannya dengan pengontrolan manual

  dapat dilihat dari pengontrol utamanya. Komputer digunakan untuk mengontrol spektrofotomeri secara keseluruhan. Komputer akan mengirim data ke mikrokontroler sehingga mikrokontroler dapat secara langsung melakukan proses pergerakan kuvet, dan pergerakan monokromator serta pengukuran berbagai macam variabel dari senyawa yang digunakan. Pada dasarnya hardware akan bekerja dibawah kendali pusat dari komputer. Tampilan dan pengontrol dari komputer menggunakan software

  Visual Basic .

3.2 Blok Diagram Sistem

Gambar 3.1 menunjukkan blok diagram dari sistem software yang akan dibuat. Untuk komunikasi antara PC atau komputer dengan mikrokontroler

  menggunakan kabel serial RS 232. Dari blok diagram gambar 3.1 dapat dijelaskan bahwa pengontrol utama dari sistem ini terdapat pada program Visual Basicnya. Antara Visual Basic dengan mikrokontroler diterapkan komunikasi serial dua arah yang menggunakan prinsip half duplex. Sehingga pengiriman dan penerimaan data dapat berlangsung bergantian. Data yang diterima dari mikrokontroler disimpan serta diolah untuk kemudian ditampilkan kembali melalui program pada Visual Basic.

  mikrokontroler Visual Basic

Gambar 3.1 Blok diagram Sistem

  Keterangan : =jalur komunikasi serial satu arah

  15

3.3 Cara Kerja Sistem Software

  Secara keseluruhan sistem spektrofotometri yang akan dirancang untuk memungkinkan pengguna dapat melihat secara langsung pada tampilan Visual Basic mengenai data-data yang berasal dari pengukuran secara langsung, dan data-data yang telah diolah pada program Visual Basicnya. Sistem ini juga memungkinkan pengguna untuk dapat mengontrol langsung hardwarenya dari program Visual Basic di komputer. Data yang diperoleh dari mikrokontroler maupun data yang telah diolah pada Visual Basic otomatis akan tersimpan dalam memori pada Visual Basic. User dapat memilih mode pengontrolan pada keypad. Kemudian apabila yang dipilih adalah program remote yang berarti pengontrolan otomatis dari komputer, maka user hanya perlu menunggu hingga semua data berhasil dikirim dari mikrokontroler, dan

  

user dapat langsung melihat beberapa data hasil pengukuran dari senyawa yang

digunakan.

3.3.1 SistemPenerimaan Data

  Pertama-tama diperlukan 1 jenis data sebagai data inisialisasi agar komunikasi antara mikrokontroler dengan Visual Basic dapat berlangsung. Data ini akan dikirim terlebih dahulu oleh mikrokontroler. Karena menggunakan komunikasi serial maka yang dikirim berupa data digital. Software Visual Basic sebenarnya telah memiliki

  

DAC( Digital To Analog) konverter. Sehingga data-data yang diterima dari

  mikrokontroler dapat diambil langsung dalam bentuk data desimal. Apabila program pada Visual Basic telah memperoleh data inisialisasinya, barulah pengiriman data

  sample

  dari mikrokontroler dapat dikerjakan program. Data dikirim secara serial setiap delapan bit. Data-data yang dikirim dari mikrokontroler dikumpulkan terlebih pada variabel-variabel yang terdapat di dalam Visual Basic, kemudian akan ditampilkan pada tampilan Visual Basic juga.

  16 Terdapat beberapa jenis data yang diterima pada program Visual Basic ini

  diantaranya:

  1. Data kuvet kosong

  2. Lambda ( panjang gelombang ) maksimal senyawa satu

  3. Lambda ( panjang gelombang ) maksimal senyawa dua

  4. Data sample absorbansi senyawa satu

  5. Data sample absorbansi senyawa dua

  6. Data sample larutan Data sample absorbansi senyawa satu akan diolah menggunakan program pada

  

visual basic untuk menghasilkan persamaan dan grafik kurva baku dari senyawa satu

  begitu juga untuk data sample absorbansi senyawa dua. Sedangkan data sample larutan digunakan untuk menentukan konsentrasi dari kedua jenis senyawa.

3.3.2 SistemPengolahan Data

  Setelah data-data sample yang diterima ditampilkan, maka data-data tersebut selanjutnya diolah dengan menggunakan berbagai macam metode. Data nilai konsentrasi larutan baku digunakan untuk menghitung besarnya konsentrasi untuk lima jenis sample senyawa tertentu. Dan ditampilkan lagi pada layout Visual Basic, sedangkan untuk data absorbansinya digunakan sebagai parameter untuk menentukan persamaan garis kurva baku. Persamaan garis kurva baku terdiri dari konsentrasi berbagai sample sebagai ordinat x-nya dan absorbansi dari semua jenis sample sebagai ordinat y-nya. Persamaan garis ini didapat dengan menggunakan rumus regresi linear. Setelah mendapat persamaan garis dari masing-masing senyawa, persamaan ini ditampilkan pada layout Visual Basic dan digunakan untuk membuat grafik kurva baku untuk kedua jenis larutan juga. Caranya dengan memasukkan nilai

  17

  ordinat x dari kecil kebesar untuk kepersamaan garis tadi untuk mendapatkan ordinat y-nya sehingga dapat diplot grafik kurva baku untuk kedua jenis larutannya.

  Pada semua jenis grafik, tampilannya dimanipulasi dengan mengubah skala

  

picture nya agar dapat menampilkan bentuk grafik yang baik dan mudah untuk

dimengerti.

  3.3.3 Sistem Penyimpanan Data