Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

INTISARI
Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan
air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Air juga merupakan zat gizi yang
penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh,
penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh.
Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam
tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi dan juga
gaya hidup. Salah satu cara utuk menjaga kadar keasaman dalam tubuh yaitu dengan
mengkonsumsi air alkali. Oleh karena itu penulis bermaksud membuat alat yang dapat
memproduksi air alkali dengan pH yang diatur di atas 8.
Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini menggunakan sensor pHBTA Vernier sebagai alat ukur kadar keasaman pada air alkali. Proses pembuatan air alkali
menggunakan proses elektrolisis. Hasil pengukuran kadar keasaman akan ditampilkan pada
LCD character setiap dua menit sampai air alkali dihasilkan. Air alkali yang ingin
dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5.

Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini sudah dapat bekerja dengan
baik. Pada alat perancangan air aqua dan air isi ulang yang diproses sudah dapat menjadi
air alkali dengan pH 8,13 untuk air aqua dan 8,04 untuk air isi ulang meskipun jika diukur
dengan pH meter referensi masih bernilai 7.8. Alat ini juga sudah dapat melakukan
pengukuran kadar keasaman pada berbagai macam sampel air. Alat ini membutuhkan
waktu lebih dari 12 jam untuk dapat menghasilkan air alkali dengan pH diatas 8.
.

Kata kunci: alat ukur kadar keasmanan, sensor vernier pH - BTA, air alkali, elektrolisis.

viii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRACT

Water is the largest component in the human body. In general, the water content in
the human body ranges from 55% - 65%. Water is also an important nutrient for health
because it acts as a solvent, regulating body temperature, a provider of minerals and
electrolytes as well as maintaining the balance of acidity in the body. One role of water in
the body is to maintain the balance of acidity in the body. The acidity of the body can be
affected by food intake and lifestyle. One way to guard the acidity in the body is by
consuming alkaline water. Therefore, the authors intend to create a tool that can produce
alkaline water with a pH that is set above 8.
PH control system in the production of alkaline water using pH-BTA Vernier
sensors as a measure of acidity in alkaline water. The process of making alkaline water
using electrolysis process. Acidity measurement results will be displayed on the LCD
character every two minutes until the alkaline water produced. To generate alkaline water
has a pH range of 8 to 8.5.
PH control system in the production of alkaline water can already be working
properly. On the design tool aqua water and refill the water that has been processed can be
alkaline water with a pH of 8.13 to 8.04 for the aqua water and refill water even if
measured by the pH meter is still worth 7.8 reference. This tool also can perform
measurements of acidity on a wide variety of water samples. This tool takes more than 12
hours to be able to produce alkaline water with a pH above 8.

Keywords: Measuring instrument that levels of acidity, pH sensors vernier - BTA,
alkaline water, electrolysis.

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

TUGAS AKHIR
SISTEM PENGENDALIAN PH
PADA PEMBUATAN AIR ALKALI
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro

Oleh:

FERDINANDUS WIBISANA
NIM : 105114021

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2015
i

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

FINAL PROJECT
PH CONTROL SYSTEM

IN THE PRODUCTION OF ALKALINE WATER
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program

FERDINANDUS WIBISANA
NIM : 105114021

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2015

ii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN

TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
HALAMAN PERSETUJUAN

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGEhIDALIAN PH PADA PEMBUATAhI AIR ALKALI
(PH CONTROL SYSTEM IN THE PRODUCNON OF ALKALINE
WATERI

ffi-E
Lar{fr/Wibisana

6

@as
*r.o-t
Pe,nnbimbing

Tansgal

: 27 Arqt, Jon

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

t I

r

l,

r

I

r riir

\ I \.).\F,,ll1\

l{

slsTl.\t t)[ \(;1."\t] \t I \\ PU
ill \ l'[.\lltt \ I \\ \il{ \t.K \ l
i ) rrit

i' ertlrtt;rrt,itr

\l\i

i

" \\ iiri.ail;r

iriil l.iir-l

ri;tit dillcrt;ililtrk,rri tii rlep;rri {};iilti,i ir.'rtriil
i),litil iitti{!lii lir \lli.iii. lili i
i)irr .ltrrr,r{iikilrl r}idni!'riiiiii -\ r1i.tl

t 1,,.i:t.lli l),$ril i,t IrtiiiLi

;;"rJiili:

!\!:

i; i :1",..it l. \1 iill:

!; i, j

\r'Lrci
\ l.t::.!li

l;

t.
1

ii \\r;:, ii.r:,',r \ 1 \1 i
i; 1,, i';:irr.r \ii \flir.ill,

\1

I

\ '.:,:ri..,', ,

I
.^-{l
t ',L,,

/f

r,.,,.,.'.:' :'.

i tr:r'l:- \ i:;. ..r', ir'\."

/ar"

v l/--t..;
!\rl:i+;-'
'\'.ft
a+,

-

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

"Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang
saya tulis ini

tidak memuatkarya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,
sebagaimana layaknya karya ilmiah.,'

Yogyakarta3?aeustus Z0

T"'1"
-./-

Ferdinandus Wibisana

tS

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
Karya ini kupersembahkan untuk…..
Allah Bapa, Tuhan Yesus Kristus, Bunda Maria atas semua
curahan karunia-Nya.
Bapak Ramli atas segala nasehat, dukungan, dan curahan kasih
sayang kepada anaknya ini.
Ibu Suryati Asan atas kasih sayang , kesabarannya, perhatian yang
tulus dan selalu mendoakan anaknya ini.
Adikku Devita Wibisana yang selalu memberikan semangat dan
dukungan bagi kakaknya ini.
Teman – teman seperjuangan Teknik Elektro 2010 yang selalu
berbagi semangat, canda, ejekan, dan motivasi.
Dan semua pihak yang ikut memberikan bantuan baik secara
langsung maupun tidak langsung.

“Jika anda jatuh ribuan kali, berdirilah jutaan kali
karena anda tidak tahu seberapa dekat anda dengan
kesuksesan.”
Terima kasih Semua………..

vi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma

Nama

:

: Ferdinandus Wibisana

Nomor Mahasiswa : 105114021

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul

Perpustakaan

:

SISTEM PENGENDAIAN PH
PADA PEMBUATAN AIR ALKALI
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dhanna hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara
terbatas, dan mempublikasikannya di intemet atau rnedia lain untuk kepentingan akademis
tanpa perlu meminta

ijin dari

saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

YogyakartaltAgustus 20 I 5

T"fu
Ferdinandus Wibisana

vil

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

INTISARI
Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan
air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Air juga merupakan zat gizi yang
penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh,
penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh.
Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam
tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi dan juga
gaya hidup. Salah satu cara utuk menjaga kadar keasaman dalam tubuh yaitu dengan
mengkonsumsi air alkali. Oleh karena itu penulis bermaksud membuat alat yang dapat
memproduksi air alkali dengan pH yang diatur di atas 8.
Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini menggunakan sensor pHBTA Vernier sebagai alat ukur kadar keasaman pada air alkali. Proses pembuatan air alkali
menggunakan proses elektrolisis. Hasil pengukuran kadar keasaman akan ditampilkan pada
LCD character setiap dua menit sampai air alkali dihasilkan. Air alkali yang ingin
dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5.
Sistem pengendalian pH pada pembuatan air alkali ini sudah dapat bekerja dengan
baik. Pada alat perancangan air aqua dan air isi ulang yang diproses sudah dapat menjadi
air alkali dengan pH 8,13 untuk air aqua dan 8,04 untuk air isi ulang meskipun jika diukur
dengan pH meter referensi masih bernilai 7.8. Alat ini juga sudah dapat melakukan
pengukuran kadar keasaman pada berbagai macam sampel air. Alat ini membutuhkan
waktu lebih dari 12 jam untuk dapat menghasilkan air alkali dengan pH diatas 8.
.

Kata kunci: alat ukur kadar keasmanan, sensor vernier pH - BTA, air alkali, elektrolisis.

viii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

ABSTRACT
Water is the largest component in the human body. In general, the water content in
the human body ranges from 55% - 65%. Water is also an important nutrient for health
because it acts as a solvent, regulating body temperature, a provider of minerals and
electrolytes as well as maintaining the balance of acidity in the body. One role of water in
the body is to maintain the balance of acidity in the body. The acidity of the body can be
affected by food intake and lifestyle. One way to guard the acidity in the body is by
consuming alkaline water. Therefore, the authors intend to create a tool that can produce
alkaline water with a pH that is set above 8.
PH control system in the production of alkaline water using pH-BTA Vernier
sensors as a measure of acidity in alkaline water. The process of making alkaline water
using electrolysis process. Acidity measurement results will be displayed on the LCD
character every two minutes until the alkaline water produced. To generate alkaline water
has a pH range of 8 to 8.5.
PH control system in the production of alkaline water can already be working
properly. On the design tool aqua water and refill the water that has been processed can be
alkaline water with a pH of 8.13 to 8.04 for the aqua water and refill water even if
measured by the pH meter is still worth 7.8 reference. This tool also can perform
measurements of acidity on a wide variety of water samples. This tool takes more than 12
hours to be able to produce alkaline water with a pH above 8.

Keywords: Measuring instrument that levels of acidity, pH sensors vernier - BTA,
alkaline water, electrolysis.

ix

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat
dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis
menyadari bahwa keberhasilan menyelesaikan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dan
bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ketua Program Studi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
3. B. Wuri Harini, S.T., M.T., dosen pembimbing yang dengan penuh pengertian dan
ketulusan hati memberi bimbingan, kritik, saran, serta motivasi dalam penulisan
skripsi ini.
4. Ir. Tjendro, M.Kom dan Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T., dosen penguji yang telah
memberikan masukan, bimbingan, dan saran dalam merevisi skripsi ini.
5. Kedua orang tua dan adik saya, atas dukungan, doa, cinta, perhatian, kasih sayang
yang tiada henti.
6. Staff sekretariat Teknik Elektro, atas bantuan dalam melayani mahasiswa.
7. Teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Teknik Elektro dan semua teman yang
mendukung saya dalam menyelesaikan skripsi ini.
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas semua dukungan yang
telah diberikan dalam penyelesaian skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan laporan akhir ini masih mengalami
kesulitan dan tidak lepas dari kesalahan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan masukan,
kritik dan saran yang membangun agar skripsi ini menjadi lebih baik. Dan semoga skripsi
ini dapat bermanfaat sebagaimana mestinya.
Penulis

Ferdinandus Wibisana

x

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ................................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................. iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ............................................................. v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP............................. vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA
ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ...................................... vii
INTISARI .................................................................................................................... viii
ABSTRACT ................................................................................................................ ix
KATA PENGANTAR ............................................................................................. x
DAFTAR ISI .............................................................................................................. xi
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang.................................................................................................. 1

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian......................................................................... 3

1.3.

Batasan Masalah ............................................................................................... 3

1.4.

Metodologi Penelitian ...................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI
2.1.

Derajat Keasaman (pH) .................................................................................... 5

2.2.

Proses Elektrolisis ............................................................................................ 7

2.3.

Sensor PH – BTA Vernier ................................................................................ 8

2.4.

Mikrokontroler ATMega8535 .......................................................................... 11

2.5.

ADC ( Analog Digital Converter ) ................................................................... 12

2.6.

LCD ( Liquid Crystal Display )........................................................................ 15

2.7.

Voltage Regulator............................................................................................. 16

2.8.

Motor DC.......................................................................................................... 18
xi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2.9.

IC L298............................................................................................................. 20

2.10.

Limit Switch ...................................................................................................... 21

2.11.

Kontrol On - Off ............................................................................................... 22

BAB III PERANCANGAN
3.1.

Arsitektur Umum.............................................................................................. 23

3.2.

Perancangan Hardware .................................................................................... 24
3.2.1. Perancangan Mekanik ............................................................................ 24
3.2.2. Perancangan LCD Character ................................................................. 27
3.2.3. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega 8535........ 28
3.2.4. Perancangan Rangkaian Sensor pH meter.............................................. 29
3.2.5. Perancangan Driver Motor ..................................................................... 30
3.2.6. Perancangan Rangkaian Elektrolisis ...................................................... 31
3.2.7. Perancangan Limit Switch....................................................................... 31
3.2.8. Perancangan Rangkaian Catu Daya........................................................ 32

3.3.

Perancangan Software....................................................................................... 35

3.4.

Perhitungan Nilai ADC ................................................................................... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.

Gambar Fisik Hardware................................................................................. 40
4.1.1. Kotak Sistem ........................................................................................ 40
4.1.2. Wadah Air ............................................................................................ 42
4.1.3. Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman..................................... 43

4.2.

Pengujian Sistem Alat..................................................................................... 44
4.2.1. Pengujian Alat Hasil Perancangan dengan Sampel Tertentu................ 44
4.2.2. Pengujian Alat Hasil Perancangan........................................................ 45

4.3.

Pengujian Hardware ....................................................................................... 46
4.3.1. Pengujian Sistem Mikrokontroler.......................................................... 46
4.3.2. Pengujian Catu Daya ............................................................................. 48

4.4.

Pengujian ADC ............................................................................................... 48

4.5.

Pengujian Software ......................................................................................... 52
4.5.1. Pengujian Kadar Keasaman Air ........................................................... 52
4.5.2. Pengujian Sistem .................................................................................. 53

4.6.

Pengujian ORP ................................................................................................ 58

xii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.

Kesimpulan...................................................................................................... 59

5.2.

Saran ................................................................................................................ 59

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 60
LAMPIRAN A Rangkaian Keseluruhan Perancangan Sistem ................................. L1
LAMPIRAN B Listing Program Sistem ................................................................... L2

xiii

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1.

Skala Indikator PH ................................................................................ 6

Gambar 2.2.

Proses Elektrolisis ................................................................................. 8

Gambar 2.3.

Sensor PH-BTA Vernier........................................................................ 10

Gambar 2.4.

Konfigurasi Pin Sensor PH-BTA Vernier ............................................. 10

Gambar 2.5.

Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535.................................... 12

Gambar 2.6.

Blok ADC .............................................................................................. 13

Gambar 2.7.

LCD 2x16 .............................................................................................. 15

Gambar 2.8.

Kaki IC 78xx ......................................................................................... 17

Gambar 2.9.

Rangkaian Regulator Tegangan +12 V ................................................. 17

Gambar 2.10.

Motor DC............................................................................................... 19

Gambar 2.11.

Konstruksi Motor DC ............................................................................ 19

Gambar 2.12.

Penampang IC L298 .............................................................................. 20

Gambar 2.13.

Rangkaian Limit Switch ......................................................................... 21

Gambar 2.14.

Simbol Limit Switch .............................................................................. 22

Gambar 2.15.

Limit Switch ........................................................................................... 22

Gambar 2.16.

Grafik Karakteristik Kontrol on-off....................................................... 22

Gambar 3.1.

Blok Diagram Perancangan Subsistem ................................................. 23

Gambar 3.2.

Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 25

Gambar 3.3.

Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 25

Gambar 3.4.

Wadah Air Sampel Tampak Depan ....................................................... 26

Gambar 3.5.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Samping ........ 26

Gambar 3.6.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman Tampak Depan ............ 27

Gambar 3.7.

Rangkaian LCD Character 16 x 2......................................................... 28

Gambar 3.8.

Rangkaian Minimum Sistem Mikrokontroler ATMega8535 ................ 29

Gambar 3.9.

Rangkaian Sensor pH Meter.................................................................. 30

Gambar 3.10.

Rangkaian Driver Motor ....................................................................... 31

Gambar 3.11.

Rancangan Limit Switch ........................................................................ 32

Gambar 3.12.

Rangkaian Catu Daya ............................................................................ 34

Gambar 3.13.

Flowchart Program ................................................................................ 37
xiv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Gambar 3.14.

Grafik Hubungan Antara Vout Sensor pH dengan Nilai pH ................. 36

Gambar 3.15.

Grafik Hubungan Antara Nilai pH Terukur dengan Nilai ADC ........... 38

Gambar 3.16.

Grafik Hubungan Antara Nilai ADC dengan Nilai pH ......................... 39

Gambar 4.1.

Kotak Sistem Tampak Atas ................................................................... 40

Gambar 4.2.

Kotak Sistem Tampak Samping ............................................................ 41

Gambar 4.3.

Kotak Sistem Tampak Depan ................................................................ 41

Gambar 4.4.

Wadah Air.............................................................................................. 42

Gambar 4.5.

Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman...................................... 43

Gambar 4.6.

Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Mikrokontroler …... ...................... 47

Gambar 4.7.

Program Pengujian Sistem Mikrokontroler........................................... 47

Gambar 4.8.

Program Pengujian ADC ....................................................................... 49

Gambar 4.8.

(Lanjutan) Program Pengujian ADC ..................................................... 50

Gambar 4.9.

Pengujian Tegangan ADC ..................................................................... 50

Gambar 4.10.

Program Pengujian Kadar Keasaman Air.............................................. 52

Gambar 4.10.

(Lanjutan) Program Pengujian Kadar Keasaman Air............................ 53

Gambar 4.11.

Program Sistem ..................................................................................... 54

Gambar 4.11.

(Lanjutan) Program Sistem.................................................................... 55

Gambar 4.11.

(Lanjutan) Program Sistem.................................................................... 56

Gambar 4.11.

(Lanjutan) Program Sistem.................................................................... 57

Gambar 4.12.

Tampilan Awal pada LCD..................................................................... 57

Gambar 4.13.

Tampilan LCD Saat Proses Elektrolisis ................................................ 57

Gambar 4.14.

Tampilan LCD Saat Air Alkali Jadi ...................................................... 58

xv

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1.

Halaman
Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan .................................. 6

Tabel 2.2.

Derajat Keasaman ( pH ) Pada Air Sumur ................................................. 6

Tabel 2.3.

Fungsi Pin LCD 2x16 ................................................................................ 15

Tabel 2.4.

Jenis-jenis IC Regulator 78xx .................................................................... 16

Tabel 2.5.

Tabel Logika Prinsip Kerja IC L298.......................................................... 20

Tabel 3.1.

Konfigurasi Mikrokontroler ATMega 8535............................................... 28

Tabel 4.1.

Keterangan Gambar Kotak Sistem............................................................. 41

Tabel 4.2.

Keterangan Gambar Wadah Air ................................................................. 42

Tabel 4.3.

Keterangan Gambar Kotak Mekanik Pengukuran Kadar Keasaman ........ 43

Tabel 4.4.

Hasil Pengujian Sampel ............................................................................. 44

Tabel 4.5.

Hasil Pengujian Air Aqua .......................................................................... 45

Tabel 4.6.

Hasil Pengujian Air Isi Ulang .................................................................... 45

Tabel 4.7.

Hasil Pengujian Rangkaian Catu Daya ...................................................... 48

Tabel 4.8.

Hasil Pengujian Tegangan ADC ................................................................ 51

Tabel 4.9.

Hasil Pengujian Nilai ADC ........................................................................ 51

xvi

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB I
PENDAHULUAN
1.1.

Latar Belakang
Air merupakan komponen terbesar dalam tubuh manusia. Secara umum kandungan

air dalam tubuh manusia berkisar antara 55% - 65%. Kandungan air dalam setiap organ
tubuh manusia juga berbeda-beda, sebagai contoh kandungan air dalam otak manusia
sekitar 70%, darah sekitar 82% dan paru-paru sekitar 90% [1]. Air juga merupakan zat gizi
yang penting bagi kesehatan tubuh karena berperan sebagai pelarut, pengatur suhu tubuh,
penyedia mineral dan elektrolit serta menjaga keseimbangan kadar keasaman dalam tubuh.
Banyaknya air yang dibutuhkan seseorang berbeda-beda tergantung pada ukuran tubuh
orang tersebut dan aktivitas yang dilakukannya sehari-hari. Hal ini menunjukan betapa
pentingnya air bagi tubuh manusia.
Salah satu peran air dalam tubuh yaitu menjaga keseimbangan kadar keasaman
dalam tubuh. Kadar keasaman tubuh dapat dipengaruhi oleh makanan yang dikonsumsi
dan juga gaya hidup. Saat seseorang memakan makanan siap saji, kudapan, soda dan
alkohol, semuanya akan dicerna oleh tubuh. Proses pencernaan tersebut kemudian
menghasilkan senyawa asam yang menyebabkan meningkatnya kadar asam di dalam
tubuh. Faktor kurang olahraga, polusi serta gaya hidup yang buruk juga dapat
memperburuk keadaan. Saat tubuh memiliki kelebihan zat asam maka hal tersebut dapat
mengundang berbagai macam penyakit dari yang ringan hingga kronis, oleh karena itu
keseimbangan kadar asam dalam tubuh perlu dijaga agar tetap stabil [2].
Berkaitan dengan salah satu cara untuk menjaga kesehatan tubuh, salah satu
parameter yang paling penting adalah kadar keasaman air. Selain itu kadar keasaman (pH)
juga akan mempengaruhi beberapa kandungan material yang terdapat di dalam air yaitu
kadar karbon dioksida (CO2) dan oksigen (O2) terlarut.
Berdasarkan permasalahan di atas, salah satu cara untuk mengatasinya yaitu dengan
mengkonsumsi air alkali atau air yang bersifat basa. Karena pola hidup dan pola makan
manusia yang kurang baik dapat menyebabkan tubuh manusia berada dalam kondisi asam
sehingga dengan mengkonsumsi air alkali dapat menyeimbangkan kadar keasaman dalam
tubuh. Air alkali sendiri merupakan air bermuatan ion negatif yang bersifat basa dan

1

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

2

memiliki kandungan oksigen yang lebih tinggi dibandingkan dengan air biasa, sehingga
sangat baik bagi kesehatan tubuh manusia. Oleh sebab itu penulis ingin membuat alat yang
dapat memproduksi air alkali. Alat ini nantinya akan menghasilkan air alkali dengan kadar
keasaman (pH) di atas 7 sehingga air akan bersifat basa dan memiliki kandungan oksigen
(O2) yang lebih tinggi.
Ada beberapa penelitian yang telah dilakukan mengenai alat ukur tentang kadar
keasaman antara lain penelitian yang telah dilakukan oleh Rozeff Pramana dengan judul
penelitian “Pengontrolan PH Air Secara Otomatis Pada Kolam Ikan Kerapu Macan
Berbasis Arduino”[3] menggunakan metode penambahan larutan asam dan basa pada
sample air yang akan diukur. Selain itu peneliti menggunakan ATMega 328P sebagai
pengontrol sistem dan sensor Analog pH meter v1.0, sedangkan alat yang akan dibuat oleh
penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem dan sensor PH-BTA
Vernier. Sensor ini akan mengukur secara langsung kadar keasaman air tanpa tambahan
larutan asam maupun basa. Output dari sistem akan ditampilkan melalui LCD karakter
dalam bentuk nilai kadar keasaman, selain itu alat yang dirancang oleh penulis
menggunakan proses elektrolisis untuk menghasilkan air yang bersifat basa.
Penelitian lain yang berkaitan dengan alat ukur kadar keasaman adalah penelitian
yang berjudul “Aplikasi Mikrokontroler AT89S51 Sebagai Kontroler Proposional Pada
Pengaturan PH”[4] oleh Muammad Lazuardi. Perbedaan penelitian yang sudah ada
dengan alat yang akan dibuat penulis terletak pada pengontrol sistem yang digunakan.
Penulis menggunakan ATMega8535 sebagai pengontrol sistem. Penelitian ini juga
menggunakan tambahan cairan asam maupun basa untuk menjaga keseimbangan kadar
keasaman dalam air, sedangkan penulis menggunakan proses elektrolisis untuk menjaga
keseimbangan kadar keasaman dalam air.
Alat yang akan dibuat ini juga sudah mulai dijual dipasaran dengan nama
“Generator Air Alkali”[5]. Generator air alkali ini juga menggunakan proses elektrolisis
untuk menghasilkan air alkali. Perbedaan antara alat yang sudah ada dengan alat yang akan
dibuat oleh penulis terletak pada penambahan sensor pH meter. Penambahan sensor pH
meter ini untuk mengetahui kadar keasaman yang dihasilkan sudah tercapai atau belum.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
1.2.

3

Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian dalam tugas akhir ini adalah untuk menghasilkan suatu alat yang

dapat memproduksi air alkali. Manfaat dari penelitian ini adalah untuk menghasilkan air
alkali yang dapat menjaga keseimbangan kadar keasaman di dalam tubuh sehingga dapat
menjaga daya tahan tubuh.

1.3.

Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :

a. Pengukuran dilakukan terhadap air minum kemasan aqua dan air minum isi ulang.
b. Air yang dihasilkan memiliki range pH 8 – 8,5.
c. Mengukur tingkat pH dalam air.
d. Pengukuran dilakukan menggunakan sensor PH-BTA Vernier dengan jangkauan
derajat keasaman dari 0 – 14 .
e. Pengolahan data menggunakan mikrokontroler ATMega8535.
f. Menggunakan LCD 16 X 2 untuk menampilkan data hasil pengukuran.
g. Kandungan ORP pada air juga akan diuji dengan ORP meter.
h. Kontrol elektroda menggunakan pengendali on - off

1.4.

Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

a. Pengumpulan bahan – bahan referensi mengenai sebagian atau keseluruhan sistem
dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain.
b. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari
bentuk rancangan

yang tepat untuk sistem

mempertimbangankan berbagai

yang akan dibuat

dengan

aspek permasalahan dan kebutuhan yang

ditentukan dari sistem yang akan dibuat.
c. Pembuatan sistem hardware dan software. Sistem ini bekerja dengan proses
elektrolisis dengan menggunakan aliran arus listrik DC yang memiliki dua kutub
yang berbeda yaitu positif dan negatif. Air alkali yang dihasilkan terletak pada
kutub negatif kemudian air tersebut akan diukur kadar keasamannya. Sensor
vernier PH-BTA merupakan sensor pH yang akan mengukur kadar keasaman dari
air alkali yang dihasilkan, hasil pengukuran dari sensor akan diolah mikrokontroler

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

4

melalui channel ADC. Keluaran sensor yang berupa tegangan akan dikonversi
mikrokontroler menjadi kadar keasaman. Data keluaran dari mikrokontroler akan
ditampilkan ke LCD
d. Proses Pengambilan data. Pengambilan data dilakukan dengan melakukan
pengukuran kadar keasaman secara langsung antara air minum kemasan dengan air
isi ulang menggunakan sensor PH-BTA Vernier. Data yang sudah diambil akan
dibandingkan dengan standar kualitas air minum yang sudah ada sebagai
pembanding
e. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisis data dengan membandingkan
data yang didapatkan dari hasil pengukuran sensor PH-BTA Vernier dengan
standar kualitas air minum yang sudah ada. Penyimpulan hasil percobaan dapat
dilakukan dengan menghitung error data yang sudah diambil dari hasil pengukuran.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini berisikan beberapa landasan dasar teori yang digunakan penulis sebagai
dasar dalam perancangan sistem pengendali pembuatan air alkali. Landasan dasar teori yang
digunakan penulis antara lain menjelaskan tentang derajat keasaman (pH), proses elektrolisis,
sensor PH-BTA Vernier, Mikrokontroler ATMega8535, ADC (Analog Digital Converter),
LCD (Liquid Crystal Display), rangkaian regulator dan motor dc.

2.1.

Derajat Keasaman (pH) [6]
Derajat keasaman atau yang biasa juga disebut dengan pH adalah suatu satuan ukur

yang menguraikan derajat tingkat kadar keasaman atau kadar alkali dari suatu larutan. Unit pH
diukur pada skala 0 sampai 14. Istilah pH berasal dari “p” lambang matematika dari negatif
logaritma dan “H” lambang kimia untuk unsur Hidrogen. Definisi yang formal tentang pH
adalah negatif logaritma dari aktivitas ion Hidrogen yang dapat dinyatakan dengan
persamaan 2.1, yaitu :

pH = -log [H+]

(2.1)

pH biasa digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau basa yang dimiliki oleh suatu
zat, larutan atau benda. Derajat keasaman (pH) sendiri memiliki skala nilai dari 1 sampai 14.
Derajat keasaman (pH) normal memiliki nilai 7 sementara jika nilai derajat keasaman (pH)
lebih dari 7 atau konsentrasi [OH-] lebih besar dari pada [H+], maka zat tersebut bersifat basa.
Jika nilai derajat keasaman (pH) kurang dari 7 atau konsentrasi [H+] lebih besar dari pada
[OH-] maka zat tersebut bersifat asam.
Pengukuran pH dapat dilakukan menggunakan pH meter dan kertas indikator pH. Cara
menggunakan kertas indikator pH yaitu dengan mengamati perubahan warna pada level pH
yang bervariasi. Indikator ini mempunyai keterbatasan pada tingkat akurasi pengukuran dan
dapat terjadi kesalahan pembacaan warna yang disebabkan larutan sampel yang berwarna

5

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

6

ataupun keruh. Gambar 2.1. menunjukan skala indikator pH yang digunakan untuk pembacaan
nilai pH. Pengukuran yang lebih akurat biasa dilakukan dengan menggunakan pH meter.

Gambar 2.1. Skala indikator pH [7]
Tingkat derajat keasaman pada setiap air berbeda – beda, baik pada air minum
kemasan maupun air sumur. Pada table 2.1 dan table 2.2. menunjukan tingkat kadar keasaman
air minum kemasan dan air sumur.
Table 2.1. Derajat Keasaman (pH) Pada Air Minum Kemasan [8]
No

Merk Air Minum Kemasan

pH

1

Ades

6,11

2

Nestle

6,42

3

Aqua

6,47

4

Club

5,79

5

Pristine

8-8,5

Table 2.2 Derajat Keasaman (pH) Pada Air Sumur [9]
No

Lokasi

pH

1

Kota Yogyakarta

6,23 – 6,77

2

Kabupaten Sleman

6,51 – 7,13

3

Kabupaten Kulonprogo

6,35 – 6,7

4

Kabupaten Bantul

6,81 – 7,27

5

Kabupaten Gunung Kidul

6,6 – 6,83

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.2.

7

Proses Elektrolisis [10]
Peristiwa elektrolisis terjadi ketika arus listrik dialirkan melalui senyawa ionik dan

senyawa tersebut mengalami reaksi kimia. Larutan elektrolit dapat menghantar listrik karena
mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas. Ion-ion itulah yang menghantarkan arus
listrik melalui larutan. Hantaran listrik melalui larutan elektrolit membuat sumber arus searah
memberi muatan yang berbeda pada kedua elektroda. Katoda (elektroda yang dihubungkan
dengan kutub negatif) bermuatan negatif, sedangkan anoda (elektroda yang dihubungkan
dengan kutub positif) bermuatan positif. Spesi (ion, molekul atau atom) tertentu dalam larutan
akan mengambil elektron dari katoda, sementara spesi lainnya melepas elektron ke anoda.
Selanjutnya elektron akan dialirkan ke katoda melalui sumber arus searah.
Pada anoda terjadi reaksi oksidasi sedangkan pada katoda terjadi reaksi reduksi.
Elektrolit kuat mempunyai daya hantar yang relatif baik meskipun konsentrasinya relatif kecil,
sedangkan elektrolit lemah mempunyai daya hantar yang relatif buruk meskipun
konsentrasinya relatif besar. Pada proses elektolisis selain jenis larutan, jenis elektroda juga
mempengaruhi hasil elektrolisis. Disini elektroda dipilih berdasarkan kemampuannya untuk
menghantarkan listrik. Stainless steel merupakan salah satu elektroda yang dapat digunakan
dalam elektrolisis. Stainless steel adalah senyawa besi yang mengandung setidaknya
10,5% Kromium untuk mencegah proses korosi (pengkaratan logam). Kemampuan tahan karat
diperoleh dari terbentuknya lapisan film oksida Kromium, dimana lapisan oksida ini
menghalangi proses oksidasi besi (Ferum)[11].
Molekul air dapat diuraikan menjadi unsur-unsur asalnya dengan mengalirikan arus
listrik. Proses ini disebut elektrolisis air. Pada katoda, dua molekul air bereaksi dengan
menangkap dua elektron, tereduksi menjadi gas [H ] dan ion hidroksida [OH ]. Sementara itu
pada anoda, dua molekul air lain terurai menjadi gas oksigen [O ], melepaskan empat ion [H ]
serta mengalirkan elektron ke katoda. Ion [H ] dan [OH ] mengalami netralisasi sehingga
terbentuk kembali beberapa molekul air. Reaksi keseluruhan yang setara dari elektrolisis air
dapat dituliskan pada persamaan 2.2 sebagai berikut :

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
Anoda

:

H O

Katoda

:

H O
2H O

8

2H + O + 2e
H + OH
2H + O

(2.2)

Gambar 2.2. Proses Elektrolisis [12]

2.3.

Sensor PH-BTA Vernier
Alat ukur derajat keasaman (pH meter) adalah sebuah alat elektronik yang digunakan

untuk mengukur pH (derajat keasaman atau kebasaan) dari suatu cairan (meskipun probe
khusus terkadang digunakan untuk mengukur pH zat semi padat). Alat ukur kadar keasaman
(pH meter) biasa terdiri dari probe pengukur yang terhubung pada sebuah alat elektronik yang
mengukur dan menampilkan nilai pH.
Prinsip dasar pengukuran pH dengan menggunakan pH meter adalah potensial
elektrokimia yang terjadi antara larutan yang terdapat di dalam elektroda gelas yang telah
diketahui dengan larutan yang terdapat di luar elektroda gelas yang tidak diketahui. Hal ini
dikarenakan lapisan tipis dari gelembung kaca akan berinteraksi dengan ion hidrogen yang
ukurannya relatif kecil dan aktif.
Elektroda gelas tersebut akan mengukur potensial elektrokimia dari ion hidrogen atau
diistilahkan dengan potential of hidrogen. Untuk melengkapi sirkuit elektrik dibutuhkan suatu
elektroda pembanding. Sebagai catatan, alat tersebut tidak mengukur arus tetapi hanya
mengukur tegangan. Skema elektroda pH meter akan mengukur potensial listrik antara
Merkuri Klorid (HgCl) pada elektroda pembanding dan potassium chloride (KCl) yang

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

9

merupakan larutan di dalam gelas elektroda serta petensial antara larutan dan elektroda perak.
Tetapi potensial antara sampel yang tidak diketahui dengan elektroda gelas dapat berubah
tergantung sampelnya.
Oleh karena itu, perlu dilakukan kalibrasi dengan menggunakan larutan yang ekuivalen
yang lainnya untuk menetapkan nilai pH. Elektroda pembanding calomel terdiri dari tabung
gelas yang berisi potassium kloride (KCl) yang merupakan elektrolit yang berinteraksi dengan
HgCl diujung larutan KCl. Tabung gelas ini mudah pecah sehingga untuk menghubungkannya
digunakan keramik berpori atau bahan sejenisnya. Elektroda semacam ini tidak mudah
terkontaminasi oleh logam dan unsur natrium.
Elektroda gelas terdiri dari tabung kaca yang kokoh dan tersambung dengan
gelembung kaca yang tipis. Di dalamnnya terdapat larutan KCl yang buffer pH 7. Elektroda
perak yang ujungnya merupakan perak kloride (AgCl) dihubungkan ke dalam larutan tersebut.
Untuk meminimalisir pengaruh elektrik yang tidak diinginkan, alat tersebut dilindungi oleh
suatu lapisan kertas pelindung yang biasanya terdapat di bagian dalam elektroda gelas.
Pada kebanyakan pH meter modern sudah dilengkapi dengan thermistor temperature,
yakni suatu alat untuk mengkoreksi pengaruh temperatur. Antara elektroda pembanding
dengan elektroda gelas sudah disusun dalam satu kesatuan.
Alat ukur pH harus dikalibrasi sebelum dan setelah setiap pengukuran. Untuk
penggunaan normal, kalibrasi harus dilakukan pada awal pemakaian dengan menggunakan
standar pH atau sering disebut buffer pH. Standard pH adalah larutan yang nilai pH-nya telah
diketahui pada setiap perubahan suhu. Standar pH merupakan larutan buffer pH (penyangga
pH) dimana nilainya relatif konstan dan tidak mudah berubah.
Sensor pH (pH- BTA Vernier ) menghasilkan tegangan keluaran sebesar 1.75 Volt
pada saat pH 7. Tegangan keluaran dari sensor akan mengalami kenaikan sebesar 0.25 Volt
untuk setiap penurunan nilai pH sebesar 1. Tegangan keluaran sensor akan mengalami
penurunan sebesar 0.25 Volt untuk setiap kenaikan nilai pH sebesar 1. Sensor ini dapat
digunakan untuk mengukur pH dengan range dari 0 sampai 14 [13]. Sensor pH- BTA Vernier
ditunjukan seperti pada Gambar 2.3 dibawah ini.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

10

Gambar 2.3. Sensor pH- BTA Vernier [14]

Sensor pH- BTA Vernier memiliki konfigurasi pin tipe BTA (British Telecom Analog)
– Right Hand seperti pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4. Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15]

Konfigurasi Pin Sensor pH- BTA Vernier [15] dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Pin 1 = Sensor output (+/-10V)
b. Pin 2 = GND
c. Pin 3 = Vres (resistance reference)
d. Pin 4 = AutoIDENT (not supported on all sensors)
e. Pin 5 = Power (+5VDC)
f.

Pin 6 = Sensor output (0-5V)

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
2.4.

11

Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler adalah sebuah sistem microprocessor dimana didalamnya sudah

terdapat CPU, ROM, RAM, I/O, Clock, dan peralatan internal lainnya yang sudah saling
terhubung dan terorganisasi (teralamati) dengan baik oleh pabrik pembuatnya dan dikemas
dalam satu chip yang siap pakai. Sehingga dapat langsung digunakan dengan memprogram isi
ROM sesuai aturan penggunaan oleh pabrik yang membuatnya. Mikrokontroler AVR dapat
dikelompokkan menjadi 4 kelas yaitu kelas ATtiny, kelas AT90xx, keluarga ATmega, dan
kelas AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,
peripheral, speed, operasi tegangan, dan fungsinya. Sedangkan dari segi arsitektur dan
instruksi yang digunakan hampir sama [16]. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega8535
ditunjukan pada Gambar 2.5.

Konfigurasi pin ATMega8535[16] dapat dijelaskan sebagai berikut:
a. Pin 1 sampai 8 (PortB

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus sebagai pin

Timer/Counter, komparator analog dan SPI.
b. Pin 9 (reset), merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler.
c. Pin 10 (VCC), merupakan pin untuk masukan catu daya.
d. Pin 11 dan 31 (GND), merupakan pin Ground.
e. Pin 12 (XTAL 2), merupakan pin untuk eksternal clock.
f. Pin 13 (XTAL 1), merupakan pin untuk eksternal clock.
g. Pin 14 sampai 21 (Port

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

h. Pin 22 sampai 29 (Port

), merupakan pin IO dua arah dan fungsi khusus.

i. Pin 30 (AVCC), merupakan pin masukan tegangan ADC.
j. Pin 32 (AREF), merupakan pin masukan untuk tegangan referensi eksternal ADC.
k. Pin 33 sampai 40 (Port
sebagai pin masukan ADC.

), merupakan pin IO dua arah dan berfungsi khusus

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

12

Gambar 2.5. Konfigurasi Pin Mikrokontroler ATMega 8535 [17]

2.5.

ADC (Analog Digital Converter) [18]
ADC mengkonversi tegangan input analog menjadi bilangan digital selebar 10 – bit.

GND (0 Volt) adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili
oleh tegangan pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan
ADCH:ADCL. Blok ADC ditunjukan pada Gambar 2.6.

Fitur yang dimiliki ADC adalah sebagai berikut :
1.

Resolusi mencapai 10-bit.

2.

0.5 LSB Integral Non-linearity.

3.

Akurasi mencapai ± 2 LSB.

4.

Waktu konversi mencapai 13 – 260 µs.

5.

8 saluran ADC yang dapat digunakan secara bergantian.

6.

Optional Left Adjustment untuk pembacaan hasil ADC.

7.

0 – VCC Range input ADC.

8.

Disediakan 2.65V tegangan referensi internal ADC.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI
9.

13

Metode konversi kontinyu (free running) atau mode konversi tunggal (single
conversion).

10. Interupsi ADC complete.
11. Sleep Mode Noise canceler.

Gambar 2.6. Blok ADC [19]

Sinyal input dari pin ADC akan dipilih oleh multiplexer ( register ADMUX) untuk
diproses oleh ADC, karena converter ADC dalam chip hanya satu buah sedangkan saluran
input-nya ada delapan maka dibutuhkan multiplexer untuk memilih input pin ADC secara
bergantian. ADC mempunyai rangkaian untuk mengambil sampel dan hold (menahan)
tegangan input ADC sehingga dalam keadaan konstan selama proses konversi. ADC
mempunyai catu daya yang terpisah yaitu pin AVCC-AGDN. AVCC tidak boleh berbeda
±0.3V dari VCC. Sinyal input ADC tidak boleh boleh melebihi tegangan referensi. Nilai
digital sinyal input ADC ditunjukan dengan perhitungan yang ditampilkan pada persamaan
2.3. dan 2.4.

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

Kode digital resolusi 8- bit (256) =

256

Kode digital resolusi 10- bit (1024) =
Untuk mencari nilai
V =

1024

14

(2.3)

(2.4)

:
xV

(2.5)

Operasi ADC membutuhkan tegangan referensi Vref dan clock FADC (register
ADCSRA). Tegangan referensi eksternal pada pin Aref tidak boleh melebihi AVCC.
Tegangan referensi eksternal dapat di – decouple pada pin Aref dengan kapasitor untuk
mengurangi derau. Atau dapat menggunakan tegangan referensi internal sebesar 2.56V (pin
Aref diberi kapasitor secara eksternal untuk menstabilkan tegangan refrensi internal). ADC
mengkonversi tegangan input analogmenjadi bilangan digital selebar 10 – bit. GND (0 Volt)
adalah nilai minimum yang mewakili ADC dan nilai maximum ADC diwakili oleh tegangan
pin Aref minus 1 LSB. Hasil konversi ADC disimpan dalam register pasangan ADCH:ADCL.
Mode operasi ADC dibagi menjadi dua kategori yaitu mode konversi tunggal dan mode free
running.
Mode konversi tunggal dilakukan untuk sekali pembacaan sampel tegangan input, jika
ingin membaca lagi maka harus disampel lagi sehingga mengkonversi tegangan input untuk
saat – saat yang dibutuhkan saja. Mode konversi tunggal dipilih dengan menge–clearbitADFR dalam register ADCSRA. Mode konversi tunggal memulai konversi ketika bit-ADSC
di-set, dan bit tersebut tetap set sampai satu kali konversi selesai (complete), setelah
(complete) itu maka otomatis CPU bit-ADSC akan clear. Ketika konversi sedang berlangsung
dan pengguna mengubah saluran (channel) input ADC maka hal tersebut tidak akan diubah
oleh CPU hingga konversi ADC saluran tersebut selesai.
Mode free running konversi dilakukan terus menerus secara kontinyu, ADC membaca
sampel tegangan input lalu dikonversi hasilnya masukkan ke registerADCH:ADCL terus
menerus. Ketika membaca ADC selagi ADC mengkonversi tegangan sedang berlangsung,
maka yang terbaca adalah hasil ADC yang terakhir yang dibaca oleh ADC. Mode free
runningdipilih dengan meng – set bit-ADFR dalam register ADCSRA. Konversi pertama

PLAGIAT
PLAGIATMERUPAKAN
MERUPAKANTINDAKAN
TINDAKANTIDAK
TIDAKTERPUJI
TERPUJI

15

dalam mode ini dimulai dengan meng – set bit-ADSC. Dalam mode ini ADC bekerja secara
independen (tidak bergantung) dari flag