Chapter I Rancangan Alat Ukur Phmeter Berbasis Atmega 8
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
pH meter merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menentukan kadar keasaman atau
dapat juga disebut sebagai alat untuk menentukan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan
(Shmaefsky 2006). Pada bagian ujung pH meter terdapat suatu elektroda yang berfungsi untuk
menangkap aliran listrik didalam larutan yang kemudian menginterpretasikannya kedalam
nilai pH pada penunjuk angka. Elektroda dapat mudah rusak sehingga perlu penggunaan yang
benar dan hati-hati. Jika pH meter sedang tidak digunakan maka elektroda harus dalam
keadaan terendam dalam larutan berpH 4 (McQuarrie & John 1997). Sebelum digunakan, pH
meter juga harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan standar karena mungkin saja pada
saat penyimpanan terjadi perubahan standarisasi yang dapat menyebabkan nilai pH yang
terukur kurang akurat.
Tingkat keasaman berhubungan erat dengan koduktivitas dan tekanan osmotic air.
Konduktivitas dari larutan bergantung pada jumlah ion dan mobilitas di dalam larutan.
Kekuatan konduktivitas larutan diyatakan melalui pergerakan ion-ion di dalam medan listrik.
Jika jumlah ion meningkat, maka aliran arus di dalam larutan juga meningakat. Kemampuan
kapasitor dalam menyimpan suatu muatan listrik disebut kapasitansi.
Pada umumnya, nilai kapasitansi sebuah kapasitor ditentukan oleh bahan dielektrik
yang digunakan. Cairan merupakan sebuah bahan dielektrik yang apabila diletakkan diantara
dua pelat kapasitor keping sejajar mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor tersebut.
Penelitian analisis sebelumnya yang telah dilakukan oleh A.Nawawi menggunakan plat seng
untuk
mengukur
derajat
keasaman
menggunakan
rangkaian
pengkondisi
sinyal
jembatan Schering. Namun alat yang dihasilkan masih memiliki kelemahan yaitu untuk
derajat asam yang tinggi, alat belum berfungsi dengan baik.
Dari latar belakang tersebut maka penulis merancang dan merealisasikan serta menguji
sensitifitas suatu alat ukur tingkat keasaman suatu cairan menggunakan prinsip pengukuran
konduktivitas dengan sensor kapasitif yang tersusun dari dua buah plat tembaga yang
terintegrasi dengan Jembatan Schering sebagai pengkondisi sinyal berbasis mikrokontroler
ATMega8 dan hasil pengukuran kadar keasaman air tersebut diperoleh melalui antarmuka
yang ditampilkan sebuah display.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Pada laporan tugas akhir II ini membahas tentang pendeteksian tingkat keasaman
cairan(pH cairan) yang terdiri dari sensor kapasitif, jembatan schering, mikrokontroller
atmega 8 sebagai pengontrolnya beserta software pemogramannya, dan LCD sebagai display
hasil pengukuran.
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1.Memenuhi syarat untuk menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa program Diploma III
Metrologi dan Insrumentasi.
2.Membuat alat pengukuran keasaman (pH Meter) dengan menggunakan Sensor Kapasitif dan
Jembatan Schering melalui pembacaan nilai ADC.
1.4. Batasan Masalah
Untuk meyederhanakan dan mengarahkan Tugas Akhir pada laporan iniakan
diberi batasan-batasan masalah sebagai berikut :
•Pengolahan data dalam tugas akhir ini menggunakan mikrokontroler ATMega8 dan
menggunakan software CodeVision AVR.
•Menggunakan Jembatan Schering dan sensor kapasitif berupa lempengan plat tembaga yang
diintegrasikan dengan mikrokontroler.
•Sampel yang digunakan sebagai acuan sensor kapasitif dalam pengukuran pH cairan adalah
larutan aquades, asam asetat (CH3COOH) dengan konsetrasi keasaman 6% dan 25%.
•Tidak membahas mengenai bahasa pemrograman secara mendetail.
•Tidak membahas rumus-rumus kimia dan senyawa-senyawa kimia secara medetail.
•Tidak membahas perhitungan secara mendetail.
1.5.Metode Pengerjaan
Metode yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
a.Studi literatur dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat
menunjang penyusunan tugas akhir.
Universitas Sumatera Utara
b.Perancangan alat dan pembuatan program.
c.Pengujian alat dan pengambilan data.
d.Membuat kesimpulan dari hasil pengujian.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan tugas akhir ini, maka penulis
membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika ini merupakan urutan bab demi bab
termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini menjeaskan tentang latar belakang masalah, tujuan, pembahasan, batasan masalah,
metode pengerjaan, dan sistematika penulisan.
BAB II : Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tetang teori-teori, konsep serta prinsip kerja komponen yang digunakan
dalam pembuatan tugas akhir ini.
BAB III : Perancangan dan Pembuatan Sistem
Bab ini membahas mengenai penjelasan sistem yang dibuat secara keselurhan.
BAB IV : Pengujian Alat dan Pengolahan Data
Bab ini berisi mengenai cara yang digunakan untuk pengujian alat serta pengolahan datanya.
BAB V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari pembuatan tugas akhir serta saran untuk pembuatan alat yang
baik.
Universitas Sumatera Utara
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
pH meter merupakan suatu alat yang berfungsi untuk menentukan kadar keasaman atau
dapat juga disebut sebagai alat untuk menentukan konsentrasi ion hidrogen dalam larutan
(Shmaefsky 2006). Pada bagian ujung pH meter terdapat suatu elektroda yang berfungsi untuk
menangkap aliran listrik didalam larutan yang kemudian menginterpretasikannya kedalam
nilai pH pada penunjuk angka. Elektroda dapat mudah rusak sehingga perlu penggunaan yang
benar dan hati-hati. Jika pH meter sedang tidak digunakan maka elektroda harus dalam
keadaan terendam dalam larutan berpH 4 (McQuarrie & John 1997). Sebelum digunakan, pH
meter juga harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan larutan standar karena mungkin saja pada
saat penyimpanan terjadi perubahan standarisasi yang dapat menyebabkan nilai pH yang
terukur kurang akurat.
Tingkat keasaman berhubungan erat dengan koduktivitas dan tekanan osmotic air.
Konduktivitas dari larutan bergantung pada jumlah ion dan mobilitas di dalam larutan.
Kekuatan konduktivitas larutan diyatakan melalui pergerakan ion-ion di dalam medan listrik.
Jika jumlah ion meningkat, maka aliran arus di dalam larutan juga meningakat. Kemampuan
kapasitor dalam menyimpan suatu muatan listrik disebut kapasitansi.
Pada umumnya, nilai kapasitansi sebuah kapasitor ditentukan oleh bahan dielektrik
yang digunakan. Cairan merupakan sebuah bahan dielektrik yang apabila diletakkan diantara
dua pelat kapasitor keping sejajar mempengaruhi nilai kapasitansi dari kapasitor tersebut.
Penelitian analisis sebelumnya yang telah dilakukan oleh A.Nawawi menggunakan plat seng
untuk
mengukur
derajat
keasaman
menggunakan
rangkaian
pengkondisi
sinyal
jembatan Schering. Namun alat yang dihasilkan masih memiliki kelemahan yaitu untuk
derajat asam yang tinggi, alat belum berfungsi dengan baik.
Dari latar belakang tersebut maka penulis merancang dan merealisasikan serta menguji
sensitifitas suatu alat ukur tingkat keasaman suatu cairan menggunakan prinsip pengukuran
konduktivitas dengan sensor kapasitif yang tersusun dari dua buah plat tembaga yang
terintegrasi dengan Jembatan Schering sebagai pengkondisi sinyal berbasis mikrokontroler
ATMega8 dan hasil pengukuran kadar keasaman air tersebut diperoleh melalui antarmuka
yang ditampilkan sebuah display.
Universitas Sumatera Utara
1.2 Rumusan Masalah
Pada laporan tugas akhir II ini membahas tentang pendeteksian tingkat keasaman
cairan(pH cairan) yang terdiri dari sensor kapasitif, jembatan schering, mikrokontroller
atmega 8 sebagai pengontrolnya beserta software pemogramannya, dan LCD sebagai display
hasil pengukuran.
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah :
1.Memenuhi syarat untuk menyelesaikan masa studi sebagai mahasiswa program Diploma III
Metrologi dan Insrumentasi.
2.Membuat alat pengukuran keasaman (pH Meter) dengan menggunakan Sensor Kapasitif dan
Jembatan Schering melalui pembacaan nilai ADC.
1.4. Batasan Masalah
Untuk meyederhanakan dan mengarahkan Tugas Akhir pada laporan iniakan
diberi batasan-batasan masalah sebagai berikut :
•Pengolahan data dalam tugas akhir ini menggunakan mikrokontroler ATMega8 dan
menggunakan software CodeVision AVR.
•Menggunakan Jembatan Schering dan sensor kapasitif berupa lempengan plat tembaga yang
diintegrasikan dengan mikrokontroler.
•Sampel yang digunakan sebagai acuan sensor kapasitif dalam pengukuran pH cairan adalah
larutan aquades, asam asetat (CH3COOH) dengan konsetrasi keasaman 6% dan 25%.
•Tidak membahas mengenai bahasa pemrograman secara mendetail.
•Tidak membahas rumus-rumus kimia dan senyawa-senyawa kimia secara medetail.
•Tidak membahas perhitungan secara mendetail.
1.5.Metode Pengerjaan
Metode yang digunakan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
a.Studi literatur dengan mencari buku-buku referensi dari beberapa pustaka yang dapat
menunjang penyusunan tugas akhir.
Universitas Sumatera Utara
b.Perancangan alat dan pembuatan program.
c.Pengujian alat dan pengambilan data.
d.Membuat kesimpulan dari hasil pengujian.
1.6. Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dalam penulisan tugas akhir ini, maka penulis
membuat suatu sistematika penulisan. Sistematika ini merupakan urutan bab demi bab
termasuk isi dari sub-sub babnya. Adapun sistematika pembahasan tersebut adalah :
BAB I : Pendahuluan
Bab ini menjeaskan tentang latar belakang masalah, tujuan, pembahasan, batasan masalah,
metode pengerjaan, dan sistematika penulisan.
BAB II : Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tetang teori-teori, konsep serta prinsip kerja komponen yang digunakan
dalam pembuatan tugas akhir ini.
BAB III : Perancangan dan Pembuatan Sistem
Bab ini membahas mengenai penjelasan sistem yang dibuat secara keselurhan.
BAB IV : Pengujian Alat dan Pengolahan Data
Bab ini berisi mengenai cara yang digunakan untuk pengujian alat serta pengolahan datanya.
BAB V : Kesimpulan dan Saran
Bab ini berisi kesimpulan dari pembuatan tugas akhir serta saran untuk pembuatan alat yang
baik.
Universitas Sumatera Utara