PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535 DENGAN TAMPILAN PC
PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Sains NURJANNAH
080801005 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2013
PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR
SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana
Sains NURJANNAH
080801005 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
2013
PERSETUJUAN
Judul : PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535 DENGAN TAMPILAN PC
Kategori : SKRIPSI Nama : NURJANNAH Nomor Induk Mahasiswa : 080801005 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Diluluskan di Medan, 25 Juni 2013
Pembimbing II Pembimbing I Dr. Tulus Ikhsan Nasution, S.Si, M.Sc Dr. Nasruddin M N, M.Eng.SC NIP. 197407162008121002 NIP. 195507061981021002 Medan, Mei 2013 Diketahui/Disetujui oleh : Departemen Fisika FMIPA USU Ketua DR. Marhaposan Situmorang NIP. 195507061981021000
PERNYATAAN
PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR
VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535 DENGAN TAMPILAN PC SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013 NURJANNAH 080801005
PENGHARGAAN
Segala puji dan syukur saya ucapkan kepada ALLAH SWT Yang Maha Pemurah dan Maha Penyayang, dengan karunia-Nya saya berhasil menyelesaikan skripsi ini dalam waktu yang telah ditetapkan. Selawat dan salam kepada Muhammad SAW.
Yang teristimewa yaitu Ayah Bunda Tercinta, Mahyiddin dan Nurhafifah, Kakak dan Adik saya yaitu Mala, Fika, Annisah, Ismail dan dek Wan. Terimakasih atas do’a, dukungan serta semangat yang telah diberikan.
Dan ucapan terima kasih saya sampaikan kepada Dr. Nasruddin M N, M.Eng.SC selaku pembimbing yang telah memberikan panduan dan penuh kepercayan kepada saya untuk menyempurnakan kajian ini. Dan terimakasih kepada Dr. Tulus Ikhsan Nasution, S.Si, M.Sc selaku co-pembimbing yang telah banyak membantu dalam penelitian dan mengajari banyak hal juga memberi motivasi dan semangat. Ucapan terimakasih juga ditujukan kepada Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika Dr. Marhaposan Situmorang dan Drs.Syahrul Humaidi M.Sc, 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.
PERANCANGAN VISKOSIMETER DIGITAL UNTUK MENGUKUR
VISKOSITAS MINYAK BERBASIS MIKROKONTROLER AT8535
DENGAN TAMPILAN PCABSTRAK
Rancangan viskosimeter digital berbasis mikrokontroller ATMega8535 telah dilakukan dengan menggunakan metode bola jatuh, sampel yang digunakan yaitu minyak goreng bermerek (A), minyak goreng curah yang belum dipakai (B), minyak goreng curah sekali pakai (C) dan gliserin. Viskosimeter tersebut telah
- 3
diujicoba untuk menentukan viskositas yang hasilnya Minyak A = 3,16 x10
- 3 -3
Poise, Minyak B = 3,30 x10 Poise, Minyak C = 3,11 x10 Poise, dan Gliserin = 1,28 Poise dan dengan menggunakan viskosimeter konvensional (manual)
- 3 -3
hasilnya Minyak A = 3,40 x10 Poise, Minyak B = 3,60 x10 Poise, Minyak C =
- 3
2,78 x10 Poise, dan Gliserin = 1,20 Poise. Hasil dari viskosimeter digital dibandingkan dengan viskosimeter konvensional (manual) ternyata hasilnya mendekati sehingga dapat dikatakan bahwa alat ini telah mampu mengukur viskositas minyak goreng A, B, C dan gliserin. Dan dengan keberhasilan perancangan viskosimeter digital ini telah dapat menggantikan pengukuran viskositas yang dilakukan secara manual yang mana pengukuran dapat dilakukan dengan cepat, akurat, dan praktis. Kata kunci : Viskosimeter, Viskositas, Mikrokontroller AT8535
DESIGN INSTRUMENT OF DIGITAL VISKOSIMETER TO MEASURE
ABSTRACT
Design digital viscosimeter base on ATMEGA8535 mikrocontroller have been conducted by using ball method fall, used sampel that is cooking oil have brand ( A), bulk cooking oil which not yet been weared ( B), bulk cooking oil once wear ( C) and glycerine. The Viscosimeter have in test-drive to determine viscositas which its result of Oil of A = 3,16 Poise x10-3, Oil of B = 3,30 Poise x10-3, Oil of C = 3,11 Poise x10-3, and Glycerine = 1,28 Poise and by using conventional viscosimeter ( its result manual) of Oil of A = 3,40x10-3 Poise, Oil of B = 3,60 x10-3 Poise, Oil of C = 2,78x10-3 Poise, and Glycerine = 1,20 Poise. Result of from compared to digital viscosimeter of conventional viscosimeter ( manual) in the reality its result come near so that can be said that by this appliance have been able to measure cooking oil viskositas of A, B, C and glycerine. And with efficacy of scheme of this digital viskosimeter have earned to replace measurement of conducted viskositas manually the which measurement can be conducted swiftly is, accurate, and practical.
Key Word : Viscosimeter, Viscositas, Mikrokontroller AT8535
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Grfafik xi
Bab 1 Pendahuluan 1
1.1 Latar Belakang 1
1.2 Batasan Masalah 2
1.3 Tujuan Penulisan 2
1.4 Manfaat Penelitian 3
1.5 Tempat Penelitian 3
1.6 Sistematika Penulisan 3
Bab 2 Landasan Teori 5
2.1 Minyak 5
2.2 Gliserin 5
2.3 Fluida 6
2.3.1. Kerapatan (Density)
7
2.3.2. Tegangan Permukaan
7
2.3.3. Kekentalan (Viskositas)
8
2.4 Sensor
10
2.4.1. LDR 11
2.4.2. LED 13
2.5 Mikrokontroler 13
2.5.1. Blok Diagram dan Arsitektur ATMega8535
14
2.5.2. Sistem Minimum ATmega8535 (SISMIN)
16
2.5.3. Konstruksi ATmega8535
16
2.6 Liquid Crystal Display (LCD)
20
2.7 Akuisisi Data
21 Bab 3 Perancangan dan Kerja Alat 23
3.1 Diagram Blok 23
3.1.1 Flowchart 24
3.2 Proses Kerja Viskosimeter 25
3.3 Rangkaian Mikrokontroler ATMega8535
26
3.4 Display LCD Character 2 x 16
27
3.5 Rangkaian Max232
28
3.6 Rangkaian Power Supply
29
3.7 Perancangan Rangkaian Sensor LDR
30 Bab 4 Hasil dan Pembahasan 32
4.1 Pembahasan Sistem Keseluruhan
32
4.2 Hasil Pengukuran Viskositas Sampel
34
4.3 Hasil Perhitungan Kecepatan
37 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 42
5.1 Kesimpulan 42
5.2 Saran 42 Daftar Pustaka
44 Lampiran I Lampiran II Lampiran III
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Fungsi Khusus Port B 17Tabel 2.2 Fungsi Khusus Port C 18Tabel 2.3 Fungsi Khusus Port D 18Tabel 4.1 Minyak Goreng A 34Tabel 4.2 Minyak Goreng B 35Tabel 4.3 Minyak Goreng C 35Tabel 4.4 Gliserin 35Tabel 4.5 Waktu Tempuh Bola Secara Konvensional (manual) 37Tabel 4.6 Waktu Tempuh Bola Dalam Mikrokontroller(Digital) 37Tabel 4.7 Perbandingan Nilai viskositas Minyak Goreng (A, B C) dan Gliserin 40
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Gaya bola pada cairan 8Gambar 2.2 Simbol dan fisik sensor cahaya (LDR) 12Gambar 2.3 Simbol dan gambar LED 13Gambar 2.4 Blok diagram fungsional ATMega8535 15Gambar 2.5 Kongfigurasi pin AVR ATMega8535 17Gambar 2.6 Memori Program 20Gambar 3.1 Diagram blok perancangan viskometer digital 23Gambar 3.2 Diagram alir perancangan viskometer digital 24Gambar 3.3 Rangkaian skematik sistem minimumMikrokontroller AT8535 26
Gambar 3.4 Pin-pin modul LCD 27Gambar 3.5 Rangkaian Max232 28Gambar 3.6 Rangkaian Power Supply 29Gambar 3.7 Rangkaian penguji LDR 30Gambar 4.1 Rangkaianpenguji Mikrokontroller AT8535 32DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 4.1 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak A 38 Grafik 4.2 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak B 38 Grafik 4.3 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Minyak C 39 Grafik 4.4 Grafik Hubungan Jarak dan Waktu Bola Jatuh Dalam Gliserin 39 Grafik4.5 Grafik Perbandingan masing-masing Minyak A, B dan C Dalam pengukuran Manual dan Digital 41