Perancangan Viskometer Digital Berbasis Arduino Uno Untuk Mengukur Viskositas Cairan Dan Smartphone Android Sebagai Display
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Salah satu cara untuk menentukan kekentalan dari suatu cairan dapat dilakukan
dengan metode simulasi bola jatuh kedalam cairan. Penelitian tentang metode
simulasi bola jatuh kedalam cairan telah dilakukan sebelumnya oleh Nurjannah
(Nurjannah, 2013) yang merancang alat sederhana untuk dapat menghitung
viskositas minyak goreng. Metode serupa juga pernah dilakukan oleh Stefanus
Hermawan Setiadi (Setiadi, 2011). Alat-alat yang dibuat masih menggunakan
sample volume yang banyak dikarenakan untuk mendapatkan kecepatan terminal
yang konstan setelah bola yang digunakan didalam pengujian.
Alat yang dibuat menggunakan lampu LED sebagai transmitter, namun
penggunaan lampu LED tidak efektif untuk mengukur kekentalan cairan karena
intensites cahaya dari LED tidak konvergen. Oleh karena itu lebih baik
menggunakan LASER sehingga pengukuran viskositas yang didapat kemung-kinan
besar akan lebih presisif.
Digunakannya modul LCD sebagai tampilan sederhana memiliki
kelemahan yaitu tampilan yang kurang menarik. Oleh karena itu komputer lebih
sering digunakan untuk mendapatkan tampilan yang lebih baik. Namun, komputer
membutuhkan ruang yang lebih besar daripada modul LCD. Maka persoalan ini
dijawab oleh teknologi smartphone android dengan tampilan yang lebih menarik
dan tidak membutuhkan tuang yang lebih besar.
Disamping itu pengukuran yang dilakukan sebelumnya menggunakan
volume sampel yang lebih besar, sehingga biaya lebih besar dan proses pengukuran
memakan waktu yang lama. Maka untuk mengefisiensikan biaya dan waktu
Universitas Sumatera Utara
2
dibutuhkan sebuah rancangan pengukuran yang flexible, tidak banyak biaya,
dengan volume sample yang lebih kecil, tidak memerlukan waktu yang lama
dengan cara memanfaatkan smartphone Android.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Dengan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnnya, maka diperlukan alat
pengukuran viskositas yang memiliki karaketeristik sebagai berikut :
1. Volume sample cairan yang tidak banyak.
2. Tampilan alat yang menarik dan flexible.
Sehingga dengan mengambil 2 parameter tersebut, dibuat sebuah
instrumentasi yang membutuhkan volume sedikit dan memiliki tampilan menarik;
flexible. Dibuatlah instrumentasi berbasis Arduino Uno untuk mengukur nilai
viskositas dari beberapa jenis cairan dengan tampilan smartphone Android.
1.3
BATASAN MASALAH
Agar masalah yang dibahas pada penelitian ini tidak terlalu luas, maka masalah
dibatasi pada hal-hal berikut :
1.
Penelitian dilakukan dalam skala Laboraturium
2.
Cahaya laser digunakan sebagai transmitter dan sensor LDR digunakan
sebagai receiver
3.
Pengelolaan data dari sensor menggunakan modul Arduino Uno Rev.3
4.
Tabung yang digunakan sebagai wadah sampel adalah pipet volume 25
ml dengan diameter 1,43 cm dan tinggi 30 cm.
5.
Bola yang digunakan dalam penelitian adalah bola besi dengan ukuran
diameter 0,842 cm dan massa bola 2 gram.
6.
Sampel yang akan diuji adalah minyak goreng Tropical 40 ml, Oli Shell
Advance AX5 40 ml dan Gliserin 40 ml.
Universitas Sumatera Utara
3
7.
Untuk mengontrol Arduino Uno dan menampilkan keluarannya
digunakan smartphone Android
8. Data yang diambil melalui suhu cairan yang stabil yaitu pada suhu
270C.
1.4
TUJUAN PENELITIAN
1.
Untuk membuat alat perhitungan viskositas cairan berbasis Arduino
Uno dengan display smartphone android.
2.
Untuk mengukur viskositas cairan dengan menggunakan viskometer
digital yang dirancang.
3.
Untuk menampilkan nilai dari perhitungan alat pada smartphone
Android.
1.5
MANFAAT PENELITIAN
1.
Dapat membantu praktikan di Laboraturium dalam pengambilan data
pada percobaan viskositas dengan volume sampel yang lebih kecil.
2.
Merancang sistem sederhana yang dapat bermanfaat dalam keperluan
industri yang menggunakan cairan tembus cahaya.
3.
Memanfaatkan smartphone Android untuk menampilkan hasil
perhitungan alat.
1.6
TEMPAT PENELITIAN
Laboratorium Fisika Terpadu USU
1.7
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
skematika pembahasan bagaimana sebenarnya
prinsip dari perancangan alat
viskometer digital, maka penulis menulis laporan ini dengan sistematika penulisan
sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
4
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan. Teori pendukung antara lain tentang kekentalan cairan,
beberapa carian yang tembus cahaya (transculent) yang digunakan dalan
penelitian, sensor LDR dan LASER, Arduino Uno baik itu mencakup
hardware dan
software, softwre Android IDE serta kerja sensor yang
digunakan.
BAB III. PERANCANGAN DAN KERJA ALAT
Dalam bab ini akan dibahas perancangan dari alat yaitu skematik dari
rangkaian dan sistem kerja dari masing-masing bagian alat, bahasa
pemrograman yang diisikan pada mikrokontroller, dan progam yang akan
digunakan sebagai interface pada perangkat Android.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat,
perancangan
mengenai
progam-program
yang
digunakan
untuk
mengaktifkan rangkaian, penjelasan bagaimana masing-masing bagian alat
saling berkomunikasi dalam pertukaran data dan pembahasan data yang
didapat dari hasil penelitian.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari penelitian ini serta saran agar perancangan
alat dan aplikasi yang dibuat dalam penelitian ini dapat dikembangkan lebih
baik dengan sistem kerja yang sama.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1
LATAR BELAKANG
Salah satu cara untuk menentukan kekentalan dari suatu cairan dapat dilakukan
dengan metode simulasi bola jatuh kedalam cairan. Penelitian tentang metode
simulasi bola jatuh kedalam cairan telah dilakukan sebelumnya oleh Nurjannah
(Nurjannah, 2013) yang merancang alat sederhana untuk dapat menghitung
viskositas minyak goreng. Metode serupa juga pernah dilakukan oleh Stefanus
Hermawan Setiadi (Setiadi, 2011). Alat-alat yang dibuat masih menggunakan
sample volume yang banyak dikarenakan untuk mendapatkan kecepatan terminal
yang konstan setelah bola yang digunakan didalam pengujian.
Alat yang dibuat menggunakan lampu LED sebagai transmitter, namun
penggunaan lampu LED tidak efektif untuk mengukur kekentalan cairan karena
intensites cahaya dari LED tidak konvergen. Oleh karena itu lebih baik
menggunakan LASER sehingga pengukuran viskositas yang didapat kemung-kinan
besar akan lebih presisif.
Digunakannya modul LCD sebagai tampilan sederhana memiliki
kelemahan yaitu tampilan yang kurang menarik. Oleh karena itu komputer lebih
sering digunakan untuk mendapatkan tampilan yang lebih baik. Namun, komputer
membutuhkan ruang yang lebih besar daripada modul LCD. Maka persoalan ini
dijawab oleh teknologi smartphone android dengan tampilan yang lebih menarik
dan tidak membutuhkan tuang yang lebih besar.
Disamping itu pengukuran yang dilakukan sebelumnya menggunakan
volume sampel yang lebih besar, sehingga biaya lebih besar dan proses pengukuran
memakan waktu yang lama. Maka untuk mengefisiensikan biaya dan waktu
Universitas Sumatera Utara
2
dibutuhkan sebuah rancangan pengukuran yang flexible, tidak banyak biaya,
dengan volume sample yang lebih kecil, tidak memerlukan waktu yang lama
dengan cara memanfaatkan smartphone Android.
1.2
PERUMUSAN MASALAH
Dengan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnnya, maka diperlukan alat
pengukuran viskositas yang memiliki karaketeristik sebagai berikut :
1. Volume sample cairan yang tidak banyak.
2. Tampilan alat yang menarik dan flexible.
Sehingga dengan mengambil 2 parameter tersebut, dibuat sebuah
instrumentasi yang membutuhkan volume sedikit dan memiliki tampilan menarik;
flexible. Dibuatlah instrumentasi berbasis Arduino Uno untuk mengukur nilai
viskositas dari beberapa jenis cairan dengan tampilan smartphone Android.
1.3
BATASAN MASALAH
Agar masalah yang dibahas pada penelitian ini tidak terlalu luas, maka masalah
dibatasi pada hal-hal berikut :
1.
Penelitian dilakukan dalam skala Laboraturium
2.
Cahaya laser digunakan sebagai transmitter dan sensor LDR digunakan
sebagai receiver
3.
Pengelolaan data dari sensor menggunakan modul Arduino Uno Rev.3
4.
Tabung yang digunakan sebagai wadah sampel adalah pipet volume 25
ml dengan diameter 1,43 cm dan tinggi 30 cm.
5.
Bola yang digunakan dalam penelitian adalah bola besi dengan ukuran
diameter 0,842 cm dan massa bola 2 gram.
6.
Sampel yang akan diuji adalah minyak goreng Tropical 40 ml, Oli Shell
Advance AX5 40 ml dan Gliserin 40 ml.
Universitas Sumatera Utara
3
7.
Untuk mengontrol Arduino Uno dan menampilkan keluarannya
digunakan smartphone Android
8. Data yang diambil melalui suhu cairan yang stabil yaitu pada suhu
270C.
1.4
TUJUAN PENELITIAN
1.
Untuk membuat alat perhitungan viskositas cairan berbasis Arduino
Uno dengan display smartphone android.
2.
Untuk mengukur viskositas cairan dengan menggunakan viskometer
digital yang dirancang.
3.
Untuk menampilkan nilai dari perhitungan alat pada smartphone
Android.
1.5
MANFAAT PENELITIAN
1.
Dapat membantu praktikan di Laboraturium dalam pengambilan data
pada percobaan viskositas dengan volume sampel yang lebih kecil.
2.
Merancang sistem sederhana yang dapat bermanfaat dalam keperluan
industri yang menggunakan cairan tembus cahaya.
3.
Memanfaatkan smartphone Android untuk menampilkan hasil
perhitungan alat.
1.6
TEMPAT PENELITIAN
Laboratorium Fisika Terpadu USU
1.7
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat
skematika pembahasan bagaimana sebenarnya
prinsip dari perancangan alat
viskometer digital, maka penulis menulis laporan ini dengan sistematika penulisan
sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
4
BAB I. PENDAHULUAN
Bab ini berisikan mengenai latar belakang, perumusan masalah, batasan
masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian serta sistematika penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk
pembahasan. Teori pendukung antara lain tentang kekentalan cairan,
beberapa carian yang tembus cahaya (transculent) yang digunakan dalan
penelitian, sensor LDR dan LASER, Arduino Uno baik itu mencakup
hardware dan
software, softwre Android IDE serta kerja sensor yang
digunakan.
BAB III. PERANCANGAN DAN KERJA ALAT
Dalam bab ini akan dibahas perancangan dari alat yaitu skematik dari
rangkaian dan sistem kerja dari masing-masing bagian alat, bahasa
pemrograman yang diisikan pada mikrokontroller, dan progam yang akan
digunakan sebagai interface pada perangkat Android.
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab ini akan dibahas hasil analisa dari rangkaian dan sistem kerja alat,
perancangan
mengenai
progam-program
yang
digunakan
untuk
mengaktifkan rangkaian, penjelasan bagaimana masing-masing bagian alat
saling berkomunikasi dalam pertukaran data dan pembahasan data yang
didapat dari hasil penelitian.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari
pembahasan yang dilakukan dari penelitian ini serta saran agar perancangan
alat dan aplikasi yang dibuat dalam penelitian ini dapat dikembangkan lebih
baik dengan sistem kerja yang sama.
Universitas Sumatera Utara