Pendeteksian Logam Fe,Mn,Dan Cu Di Dalam Air Dengan Menggunakan Sensor Kitosan Yang Terintegrasi Pada Mikrokontroller AT Mega 8535
8 8
-5*5
-5*5*5
/ (0
# #
'(
Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap
fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus
listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor untuk
menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur, tekanan, gaya, medan magnet
cahaya, pergerakan dan sebagainya. Klassifikasi sensor dari segi fungsi secara umum
terdiri atas 3 jenis, yaitu:
1. Sensor Thermal/ Panas
2. Sensor Optik/ cahaya
3. Sensor Mekanis
4. Sensor Kimia (
)
1. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti
perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan,
aliran,
dsb.Contoh :
/mengukur Gaya,9
7
1
/ mengukur tekanan, 8
/mengukur sudut putaran
2. Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi cahaya dari sumber
cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.
Contoh; !
!
!
!
!
! , dsb
3. Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi
besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya.
Karakteristik sensor suhu ditentukan dari sejauh mana sensor tersebut memiliki
kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap perubahan suhu yang ingin
dideteksinya.
17
Universitas Sumatera Utara
4. Sensor kimia (
)
Sensor ini didesign dan digunakan untuk menganalissa keadaan ataupun
adanya kadar suatu zat kimia .Sensor ini termasuk non/essensial ( bukan sensor dasar)
.Menurut klassifikasi sensor secara umum, maka sensor film kitosan yang digunakan
ada penelitian ini tergolong kedalam jenis sensor kimia.
A. Klasifikasi sensor kimia
Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya :
yaitu sensor yang bekerja berdasarkan reaksi kimia yang menhasilkan besaran
elektrik seperti resistansi, tegangan, arus atau kapasitas ( tidak ada proses tranduser)
Gambar 2.1.1. Direct sensor
!
yaitu sensor yang tidak secara lansung menghasilkan besaran elektrik melainkan
dibutuhkan bantuan tranduser lain pada sensornya untuk menhasilkan besaran
elektrik
Gambar 2.1.2. Complex sensor
Contoh direct sensor
18
Universitas Sumatera Utara
.
Contoh sensor ini yaitu Tin Dioxide SnO2, sensor ini digunakan untuk mendeteksi
gas seperti Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH).
/
ChemFET adalah sebuah field effect taransistor kimia.Sensor ini mendeteksi H2 di
udara, O2 didarah, dan beberapa gas yang digunakan dalam militer seperti NH3, CO2,
dan explosive gas
!
1
Sensor ini adalh klas specila dari sensor kimia, sensor ini digunakan untuk mendeteksi
organisme, sel, organel, enzim, receptor, antibodi, dan lainnya. Contoh disini yaitu
bichemical sensor untuk mendeteksi enzim
Gambar 2.1.3 1
Cara kerja
Elemen sensor disini biasanya digunakan bioreactor untuk mendeteksi dan membe
rikan respon biosensor, kemudian akan dianalisa secara difusi, reaksi dari ireactor,
koreaktans, interfering species dan kinetiknya
19
Universitas Sumatera Utara
Untuk memilih jenis sensor yang sesuai dengan kebutuhan,perlu diperhatikan
beberapa syarat sebagai berikut (D Sharon, dkk,1982) :
1.
yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang dideteksinya.
Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan
suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai gambaran sebuah inkubator bayi yang
dilengkapi dengan sensor yang memiliki sensitifitas yang tinggi
2. Waktu respon dan waktu
Waktu respon dan waktu
yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk
memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya. Semakin cepat waktu respon
dan waktu
maka semakin baik sensor tersebut. Tanggapan waktu pada
sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan (janata
2001).
Gambar 2.2. Waktu respon
3. Akurasi
Akurasi yaitu kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai
konvensi,nilai sebenarnya atau nilai rujukan (Miller dan Ermer, 2005)
:(9
9
yaitu derajat kesamaan antara hasil yang terukur dari pengambilan sampel
yang bervariasi
5. !
20
Universitas Sumatera Utara
!
yaitu kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan
spesifik dengan adanya komponen/komponen lain, seperti ketidak murnian sampel
yang akan dideteksi
;( Batas deteksi (8
4
-
Batas deteksi (8
4
) yaitu konsentrasi
terendah dalam sampel
yang masih dapat dideteksi meskipun tidak selalu dapat dikuantifikasi.
7. 8
8
yaitu parameter yang dipakai untuk melihat respon metode terhadap
variasi jumlah sampel, apakah jumlah sampel akan menaikkan respon (Gandjar
dan Rohman, 2007)
8. Stabilitas dan daya tahan
Stabilitas dan daya tahan yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten
memberikan besar sensitifitas yang sama terhadap suhu, serta seberapa lama sensor
tersebut dapat terus digunakan.
-5-
Kitosan biasanya ditemukan di alam sebagai
komponen
/d/
berupa !
yang dibentuk dari n
melalui ikatan β/(1,4)
dihilangkan dari
proses
, yang secara natural merupakan
/2/
/2/
. Kitosan terbentuk ketika beberapa
. Pada tiga dekade terakhir kitosan digunakan dalam
air. Apabila kitosan disebarkan diatas permukaan air, mampu
menyerap lemak, minyak, logam berat, dan zat yang berpotensi sebagai toksik
lainnya, (Kumar 1998).
Senyawa kimia
dan kitosan mudah menyesuaikan diri, bersifat
dan memiliki reaktivitas kimia yang tinggi karena memiliki kandungan gugus OH dan
gugus NH2 yang bebas serta ligan yang bervariasi (Prashanth dan Tharanathan 2006).
21
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
#4 ( -5"5 > ?
(4 )
0'
>4?
#
#
0'
Kitosan mempunyai gugus amin yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak
serta kemampuannya membentuk
maka kitosan dapat berperan sebagai komponen
yang reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, penstabil, pembentuk film, penjernih,
flokulan dan koagulan (Shahidi, 1999).
-5-5*
#4 (
0
0'
Kitosan merupakan merupakan polimer karbohidrat alami yang dapat
ditemukan dalam kerangka dari
dalam
*
!
, seperti kepiting, udang dan
laut, termasuk karang dan <
, serta
. Selain terdapat
pada hewan laut kitin juga ditemukan pada serangga, seperti kupu/kupu dan kepik
yang juga memiliki kandungan kitin di sayap mereka, serta terdapat di dinding sel ragi
dan jamur (Shahidi dan Abuzaytoun 2005). Mutu kitosan dapat ditentukan
berdasarkan parameter fisika dan kimia, parameter fisis diantaranya penampakan,
ukuran (
* ) dan viskositas, sedangkan parameter kimia yaitu nilai proksimat
dan derajat
(DD). Semakin baik mutu kitosan semakin tinggi nilai derajat
dan semakin banyak fungsinya dalam aplikasinya.
-5-5-
@ 0
) A
#
0'
Secara fisik kitosan, tidak berbau, berupa padatan
0
berwarna putih
o
kekuningan dengan rotasi spesifik [α]D11 /3 hingga /10 (pada konsentrasi asam
astat 2 %). Kitosan tidak larut dalam air, alkohol dan
+
*
( &=>>-
22
Universitas Sumatera Utara
Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah
gugus hidroksil (/OH) dan gugus amina (/NH2) pada rantainya, merupakan
polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat
netral dan asam seperti selulosa, dekstran, peptin,dan agarose. (Kumar, 2000).
Kelarutan kitosan sangat dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi,
dan rotasi sfesifiknya. Beragamnya rotasi spesifik bergantung pada sumber dan
metode isolasi serta transformasinya. Dalam bentuk netralnya, kitosan mampu
mengkompleks ion logam berat berbahaya seperti Cu, Cr, Cd, Mn, Co, Pb, Hg, Zn,
dan Pd. >Sugita et al., 2009). Kitosan hasil dari
seperti
dan
dibentuk menjadi
!
, larut dalam asam encer
. Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu mudah
, larutan,
, pasta, membran dan serat yang sangat
bermanfaat dalam aplikasinya khususnya pada teknologi sensor. (Kaban., 2007).
Produksi kitosan dapat dilakukan secara kimia dan enzimatis. Produksi kitosan
secara termokimia menggunakan alkali kuat seperti NaOH pada suhu tinggi, namun
proses ini menghasilkan mutu kitosan yang beragam dan menghasilkan limbah dan
produk samping yang berpotensi
enzimatis, yakni
bagi lingkungan. Produksi kitosan secara
enzimatis dengan kitin destilase (CDA) dalam bentuk
larutan kitosan akan berlangsung lebih mudah, reaksinya lebih homogen disetiap
bagian larutan. Menurut hasil penelitian Kolodziesjska,
terhadap
2000,
enzimatis
/kitosan dalam bentuk larutan dapat mencapai derajat
88/99 %.
Proses pembuatan kitosan secara enzimatis lebih mudah dikendalikan, spesifik dan
meminimalkan produk samping (Tsigos
( 2000). Produk samping yang dapat
diminimalkan untuk menjadi produk *
'
diantaranya adalah protein dan
beberapa produk turunan lainnya.
Kitosan sebagian besar diperoleh dari bahan baku cangkang
,
kapang, cumi / cumi dan lain/lain, melalui proses demineraisasi menggunakan HCl
1:7 (v/v), dilanjutkan dengan proses
!
menggunakan NaOH 1:10 (v/b), dan
deasetilasi menggunakan NaOH 50%. Masing/masing proses memiliki tujuan yang
berbeda. Proses
dalam cangkang,
bertujuan untuk menghilangkan kandungan mineral
!
bertujuan untuk menghilangkan protein yang terdapat
pada cangkang, sedangkan proses deasetilasi bertujuan untuk menghilangkan
. Proses ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas fungsi dari kitosan (Angka
dan Suhartono 2000).
23
Universitas Sumatera Utara
-5-5"
@ 0A @ 0
0'
4 /
B 0
0 A8 )0 (
Kitosan dapat digunakan sebagai antibakteri dengan mekanisme kitosan dapat
berikatan dengan protein membran sel, diantaranya glutamat yang merupakan
komponen membran sel. Menurut (Simpson, 1997), hal ini dapat ditunjukan pada
!
dan
. Selain berikatan dengan
protein membran, terutama !
permeabilitas
!
(PC) sehingga menyebabkan
(IM) menjadi meningkat dan dengan meningkatnya
permeabilitas IM memberi jalan yang mudah untuk keluarnya cairan sel, khususnya
pada
setelah 60 menit komponen enzim β/ galaktosidase dapat
terlepas. Hal ini menunjukan bahwa cairan sel dapat keluar dari sitoplasma dengan
membawa komponen metabolit lain dan menyebabkan terjadi lisis.
Adanya peningkatan lisis ini menyebabkan terhentinya pembelahan sel
(regenerasi) dan menyebabkan bakteri mati. (Tsai dan Su 1999) juga melaporkan
bahwa kitosan dapat menghambat pertumbuhan
(
. Adanya penghambatan ini
disebabkan oleh adanya keelektromagnetifan permukaan sel
(
( Aktivitas
antibakteri oligomer kitosan beragam tergantung jenis bakteri uji. Bakteri gram positif
yaitu 8
1
dan (
lebih dihambat oleh
kitosan dibandingkan oligomernya, sedangkan bakteri gram negatif seperti
9
,
!
dan
(
lebih dihambat oleh
bentuk oligomernya dengan DP 1/8 menggunakan selulase.
-5"
)(')' 0('
(
!"!
Mikrokontroler sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau
pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah
ada
terlebih
dahulu
muncul
mikroprosesor. Bila
dibandingkan dengan
mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan,
diantaranya :
1.Tersedianya I/O
I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor
dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah
PPI 8255. (Syahrul.2012)
2. Memori Internal
24
Universitas Sumatera Utara
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak
harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC
memori eksternal. Dengan kelebihan/kelebihan di atas, ditambah dengan harganya
yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke
mikrokontroler.
Namun
demikian,
meski
memiliki
berbagai
kelemahan,
mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti
kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya
mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah
karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu
kemasan IC. Mikrokontroler AVR (0
?
@
A
!
) standar
memiliki arsitektur 8/bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16/ bit dan
sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus
MCS/51 yang membutuhkan 12 siklus
. Berbeda dengan instruksi
karena memiliki arsitektur CISC (seperti
komputer), (Dedi, 2010)
25
Universitas Sumatera Utara
#4 ( -5:5 8 ')
/( #
/
!"!
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai
berikut :
1.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3.
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
6.
SRAM sebesar 512 byte.
7.
Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga AT
Tiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga AT Mega dan AT 89RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing / masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari
segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu AT Mega8535.
Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535 juga memiliki fasilitas
yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, dan AT
Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas
lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT
Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat
AT Mega 8535
lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan
fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan Atmega 8535 sebagai mikrokontroler yang
powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :
26
Universitas Sumatera Utara
-5"5*
' @/ (
/
!"!
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah,
dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin
! B
!
sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang
masing/masingnya terdiri atas 8 pin. Pin/pin lainnya digunakan untuk keperluan
rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk
lebih jelasnya, (Agus, 2005). konfigurasi pin AT Mega8535 dapat dilihat pada gambar
2.3.
Berikut ini adalah susunan pin/pin dari ATMega 8535 :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya
2. GND merupakan pin
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu
Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI,
Komparator Analog, dan /
.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART
27
Universitas Sumatera Utara
7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator
menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).
-5"5- '(0A '(0
0# /
!"!
/
2
*5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan.
Bit/bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port A yang bersesuaian
sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga
digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.
-5 '(0 8
Merupakan 8/bit
port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal
pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port
B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit/bit DDRB
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Pin/pin port B juga memiliki untuk fungsi/fungsi alternatif
khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Fungsi Pin/pin Port B
"5 '(0
28
Universitas Sumatera Utara
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
!
! resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data 4
!
C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit/bit DDRC
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki
fungsi alternatif sebagai
untuk
B
2.
:5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal
pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display 8 4 secara langsung. Data 4
port
D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit/bit DDRD
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin/pin port D juga memiliki untuk fungsi/
fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut :
Tabel 2.2. Fungsi Pin/pin Port D
!5
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan
low selama minimal 2
maka system akan di/reset.
1. Peta Memori AT Mega8535
AT Mega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data
Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan
data.(Wardhana.2006)
29
Universitas Sumatera Utara
2. Program Memory
AT Mega8535 memiliki .
! A
!
untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi
menjadi dua bagian, yaitu 1
dan 0!!
.1
digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program
yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
0!!
digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang
dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum
menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat
diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit
di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada 0!!
juga sudah aman.(Agus,2005).
Gambar 2.6. Peta Memori Program
3. Data Memory
.
Gambar 2.7. Peta Memori Data
30
Universitas Sumatera Utara
Gambar berikut menunjukkan peta memori
pada AT MEGA 8535.
Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register
File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal
data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register
terdiri dari 64 register.
-5"5"5
'#
)
(
9
/
!"!
Peralatan komunikasi Serial pada AT Mega8535 sudah terintegrasi pada system
Chip. Dan masing/masing registernya baik data maupun kontrol dihubungkan dengan
register Input/Output atau Port, sebagaimana peralatan lainnya. Sehingga User (kita)
cukup hanya mengakses register/register yang berhubungan dengan Serial inilah
untuk mempengaruhi atau memanipulasi peralatan tersebut. Data dikirim melalui
beberapa jalur data. Biasanya masing/masing dengan kabel tersendiri.Pada prisipnya
register/register peralatan ini hanya 5 buah. UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, dan
UBRR. (Wardhana .2006)
-5"5:5 C
(2 0
9 2>
Kegunaan LCD
banyak
? -;*.
sekali
dalam perancangan suatu system dengan
menggunakan mikrokontroler. LCD (8 "
4 !
) dapat berfungsi untuk
menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu
pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah
LCD 16 x 2 yang artinya lebar display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin
konektor(Agus. 2005).
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin/pin LCD antara lain:
=
>
,= >
=
>
Merupakan sumber tegangan +5V
*?
Merupakan sambungan ground.
-?
Merupakan input tegangan Kontras LCD.
"?
/ 0 (
60 >
:?
Merupakan Register pilihan 0 = Register
Perintah, 1 = register data
D& >
Merupakan read select, 1 = read, 0 =
!?
write.
4
'6)
>
.?
Merupakan masukan logika 1 setiap kali
31
Universitas Sumatera Utara
pengiriman Atau pembacaan data
,E +>
'
>
+E
: Merupakan Data Bus 1 /7
*:?
: Merupakan masukan tegangan positif
*!?
backlight
0'
>
:Merupakan masukan tegangan negatif
*.?
Backlight
Gambar 2.8. LCD 2 x 16
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN
dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sebuah data
sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program
EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.
Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu
dan berikutnya di set.( Afrie. 2011)
-5"5!5
/
29 (0 (#
HyperTerminal adalah sebuah program yang dirancang untuk melaksanakan
fungsi komunikasi dan emulasi terminal.Juga dikenal sebagai HyperTerminal,
program ini telah ditawarkan sebagai bagian dari sistem operasi Microsoft sejak
peluncuran Windows 98. Pada dasarnya, Hyper Terminal memungkinkan pengguna
komputer memanfaatkan komputer lainnya untuk berhubungan antara dua system.
Pada awalnya HyperTerminal adalah untuk membolehkan kita menggunakan
saluran talian telefon biasa bagi membina sambungan dial/up hanya diantara 2
komputer atas tujuan memanfaatkannya sebagai sistem pemindahan data ke peranti di
dalam sistem.Namun kini, HyperTerminal adalah sebuah program dengan fungsi yang
boleh kita gunakan untuk berhubung dengan komputer lain, laman telnet, sistem
paparan buletin ( Buletinbord = BBSs ), perkhidmatan dalam talian dan sebagai host
32
Universitas Sumatera Utara
komputer samada menggunakan modem, kabel modem atau sambungan ethernet
(TCP/IP= winsock) juga tatacara kawasan seperti bit pada saaat (bps).
Rancangan
aslinya
untuk
HyperTerminal
memungkinkan
anda
untuk
menggunakan jalur telepon standar membuat koneksi dialup antara dua komputer.
Program ini akan memanfaatkan modem internal dari host atau komputer utama dan
menggunakan layanan seperti Telnet untuk membuat sambungan ke komputer
sekunder. Sambungan ini dapat dimanfaatkan untuk mentransfer data dan file dari
satu sistem ke yang lainnya, tanpa perlu menyimpan data untuk beberapa jenis
perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke sistem lainnya. Bersama
dengan membuat transfer data antara dua komputer proses yang relatif mudah,
HyperTerminal
juga
memungkinkan
sistem
utama
untuk
mengakses
dan
memanfaatkan layanan halaman pemberitahuan yang terletak di sistem kedua.
Program ini juga dapat digunakan untuk memecahkan masalah masalah dengan
modem, atau membantu untuk memastikan modem yang baru dipasang berfungsi
dengan benar.
HyperTerminal memanfaatkan port serial dan kontrol yang terkait dengan
perangkat eksternal. Perangkat ini dapat bervariasi dan meliputi opsi sebagai peralatan
komunikasi radio, robot, dan alat/alat yang digunakan untuk pengukuran ilmiah dan
usaha serupa. Koneksi yang disediakan oleh HyperTerminal memudahkan untuk
mengambil data dari sumber/sumber ini, serta dapat mengeksekusi perintah ke
perangkat dari sistem komputer utama.
Ketika memeriksa status dari pengoperasian perangkat seperti modem selaras
dengan benar dan bahwa perintah untuk mengaktifkan dialer pada modem berfungsi
dengan baik. niasanya HyperTerminal seolah/olah mengirim perintah ke modem dan
perangkat yang bekerja melalui semua langkah untuk mendirikan konektivitas dengan
jaringan. Mengakses HyperTerminal dapat dilakukan dengan mudah dengan cara
menggunakan menu Start dari setiap sistem berbasis Windows.
-5"5.5 8 $
#('/( #
)(')' 0(' (
Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan
ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR
STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang
mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program,
33
Universitas Sumatera Utara
kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan
CodeVisionAVR merupakan software C/cross Compiler, dimana program dapat
ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated development
Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,link, pembuatan
kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan
CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial
dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC
mikrokontroler AVR dapat menggunakan System programmable Flash on/Chip
mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan
hubungan serial SPI.
-5"5+5
'
1 '
=
CodeVisionAVR
merupakan
sebuah
cross/compiler
C,
Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain
untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan
pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross/compiler C
mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang
diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil
kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama
CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit,
semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi/fungsi berikut:
Set/up akses memori eksternal
Identifikasi sumber reset untuk chip
Inisialisasi port input/output
Inisialisasi interupsi eksternal
Inisialisasi Timer/Counter
Inisialisasi Watchdog/Timer
Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang
digerakkan oleh interupsi
Inisialisasi Pembanding Analog
Inisialisasi ADC
34
Universitas Sumatera Utara
Inisialisasi Antarmuka SPI
Inisialisasi Antarmuka Two/Wire
Inisialisasi Antarmuka CAN\
Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan
Real/Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
Inisialisasi Bus 1/Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
Inisialisasi modul LCD
-5"5 5 =
8
6
Microsoft Visual Basic (sering disingkat sebagai VB saja) merupakan sebuah
bahasa pemrograman yang menawarkan Integrated Development Environment (IDE)
visual untuk membuat program perangkat lunak berbasis sistem operasi Microsoft
Windows dengan menggunakan model pemrograman (COM). Visual Basic
merupakan turunan bahasa pemrograman BASIC dan menawarkan pengembangan
perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat.
-5:5 '/ # 4 ( 0
Logam menurut pengertian awam adalah barang yang padat dan berat yang
biasanya selalu digunakan oleh orang untuk alat/alat dapur atau untuk perhiasan, yaitu
besi, baja, emas, dan perak. Padahal masih banyak logam lain yang sangat kecil dan
penting serta berperan dalam proses biologis makhluk hidup, misalnya selenium,
kobalt, mangan, dan lain/lain.
-5:5*5
4
/
2 %
( 0 0 ($
9
'
)0 1 0
Bila nilai Konduktivitas senyawa lebih besar maka dikatakan senyawa tersebut
mengion secara sempurna. Air memiliki sifat lebih mudah berikatan dengan ion/ion
sehingga berpengaruh terhadap mobilitas ion/ion senyawa dalam larutannya.Hal ini
menyebabkan nilai Konduktivitasnya lebih besar bila suatu senyawa dilarutkan
kedalam air,dan semakin besar konsentrasi dari senyawa tersebut maka akan semakin
besar pula konduktivitasnya
(Endang W 2012).
35
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9. Konduktivitas dengan konsentrasi
Menurut Soemirat (2003), definisi logam adalah elemen yang dalam larutan air
dapat melepaskan satu atau lebih elektron dan menjadi kation. Sedangkan logam berat
adalah unsur logam yang mempunyai densitas > 5 g/cm3. Logam berat masih
termasuk golongan logam dengan kriteria/kriteria yang sama dengan logam/logam
lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini
berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya
menimbulkan efek/efek khusus pada makhluk hidup. Semua logam berat dapat
menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi jika
sejumlah logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski semua logam berat
dapat mengakibatkan keacunan atas makhluk hidup, sebagian dari logam/logam berat
tersebut tetap dibutuhkan oleh makhluk hidup.
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe,
Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial
atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya
atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini
dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam
berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai
penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi,
logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau
karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan
pencernaan (Vogel ,A.I. 1994).
-5:5-5
#4 / >
?
36
Universitas Sumatera Utara
Unsur Cu ini berasal dari limpasan air yang bercampur abu terbang (flying ash) dan
abu dasar(bottom ash),dan juga dapat timbul dari proses pembersihan menggunakan
zat kimia pada pipa/pipa boiler serta air buangan dari cooling tower.Dalam
konsentrasi sangat rendah tembaga esensial terhadap organisme,dan dalam
konsentrasi tinggi akan berubah menjadi toksin yang berbahaya (Ringwood 1992 dan
Richmond 2005).Tembaga menempati golongan 11 pada tabel periodik,nomor
atom(NA) 29,bobot atom(BA)63.546.Tubuh manusia secara normal mengandung 1,4/
2,1 mg Cu per/kg berat badan. Parameter ini dihasilkan dari buangan/blow down air
dari
cooling
tower.Sifat
fisik
unsur
/1
ini
keelektronegativan
/1
1,90
(skala
0
Pauling),konduktivitas termal 401 wm .k , dan hambatan elektris(20 C) 16,78 µ .Ώ.m
(http:// id.wikipedia.org/Tembaga)
#4 ( -5*,5 Tembaga Sulfat (CuSO4)
-5:5"58
>
?
Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam
air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi (Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang
tinggi dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta perkakas dapur. Pada air yang
tidak mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe2+ yang cukup
tinggi, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi
menjadi (Fe(OH)3), dimana (Fe(OH)3) ini sulit larut pada pH 6 sampai 8.
Besi dalam bentuk ion Fe2+ sangat mudah larut dalam air.
Memiliki nilai
Elektronegativitas 1,86 (skala Pauling), konduktivitas termal 80,4 W
/1
.K/1,dan
hambatan elektris (20) 96,1 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Besi). Oksigen yang
terlarut akan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan endapan.
Fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat
mengendap. Besi yang terlarut dalam bentuk Fe2+ dalam air biasanya dihasilkan oleh
37
Universitas Sumatera Utara
pelepasan ion Fe2+ dari bahan/bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002),
kehadiran ion Fe2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan/gangguan
seperti :
1. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami
degradasi.
2. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air
yang mengambarkan rasa metalik,astrinogent atau obat
Sedangkan besi sulfat adalah yang mempunyai rumus senyawa Fe(II)SO4 adalah
ferro sulfat,Coperras atau green Vitrol.bentuknya berupa serbuk warna hijau kebiruan
/granula tidak berbau dan rasa seperti garam,segera teroksidasi pada udara lembab.pH
3,7,mudah larut dalam air,tidak larut dalam etanol,dan cepat larut dalam air mendidih.
Beberapa macam molekul dari besi(II)sulfat adalah
monohidrat(FeSO4
H2O),tetrahidrat(FeSO44H2O),pentahidrat(FeSO4 5H2O),dan heptahidrat (FeSO4
7H2O).
Gambar 2.11. Besi sulfat
-5:5:5
/
>
?
Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki
simbol Mn. Mangan ditemukan oleh C
7
pada tahun 1774 di Swedia.
Logam mangan berwarna putih keabu/abuan dan berbentuk padat dalam keadaan
normal. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Ia
adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira/kira
12500C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan
hidrogen.(Gabriel, 2001).Sifat fisik dari Mn adalah elektronegativitas 1,55 (skala
Pauling),konduktivitas termal 7,81 wm/1.k/1,keterhambatan elektris(200C) 44 µ .Ώ.m
(http:// id.wikipedia.org/Mangan).
Mangan merupakan dua belas unsur paling berlimpah di kerak bumi (sekitar 0,1%)
yang terjadi secara alamiah. Manusia meningkatkan konsentrasi mangan di udara oleh
kegiatan industri dan melalui pembakaran bahan bakar fosil. Bagi manusia mangan
38
Universitas Sumatera Utara
merupakan logam yang tidak hanya perlu bagi hidup manusia tetapi juga beracun
ketika konsentrasinya terlalu tinggi dalam tubuh manusia.
Mangan sulfat (MnSO4) dengan berat molekul 169,01gr/mol,warna merah
light,titik didih 8500C,melting point 7000C,berat jenis 2,95,dan mudah larut dalam air
panas dan dingin
Gambar 2.12 Mangan sulfat .MnSO4
-5!5 ')
0
'/ # 8 ( 0
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe,
Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial
atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya
atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini
dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam
berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai
penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi,
logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau
karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan
pencernaan.
(Vogel ,A.I. 1994).
39
Universitas Sumatera Utara
-5*5
-5*5*5
/ (0
# #
'(
Secara umum sensor didefenisikan sebagai alat yang mampu menangkap
fenomena fisika atau kimia kemudian mengubahnya menjadi sinyal elektrik baik arus
listrik ataupun tegangan. Fenomena fisik yang mampu menstimulus sensor untuk
menghasilkan sinyal elektrik meliputi temperatur, tekanan, gaya, medan magnet
cahaya, pergerakan dan sebagainya. Klassifikasi sensor dari segi fungsi secara umum
terdiri atas 3 jenis, yaitu:
1. Sensor Thermal/ Panas
2. Sensor Optik/ cahaya
3. Sensor Mekanis
4. Sensor Kimia (
)
1. Sensor mekanis adalah sensor yang mendeteksi perubahan gerak mekanis, seperti
perpindahan atau pergeseran atau posisi, gerak lurus dan melingkar, tekanan,
aliran,
dsb.Contoh :
/mengukur Gaya,9
7
1
/ mengukur tekanan, 8
/mengukur sudut putaran
2. Sensor optik atau cahaya adalah sensor yang mendeteksi cahaya dari sumber
cahaya, pantulan cahaya ataupun bias cahaya yang mengernai benda atau ruangan.
Contoh; !
!
!
!
!
! , dsb
3. Sensor suhu adalah alat yang digunakan untuk merubah besaran panas menjadi
besaran listrik yang dapat dengan mudah dianalisis besarnya.
Karakteristik sensor suhu ditentukan dari sejauh mana sensor tersebut memiliki
kemampuan yang baik dalam mendeteksi setiap perubahan suhu yang ingin
dideteksinya.
17
Universitas Sumatera Utara
4. Sensor kimia (
)
Sensor ini didesign dan digunakan untuk menganalissa keadaan ataupun
adanya kadar suatu zat kimia .Sensor ini termasuk non/essensial ( bukan sensor dasar)
.Menurut klassifikasi sensor secara umum, maka sensor film kitosan yang digunakan
ada penelitian ini tergolong kedalam jenis sensor kimia.
A. Klasifikasi sensor kimia
Sensor ini diklasifikasikan berdasarkan cara deteksinya :
yaitu sensor yang bekerja berdasarkan reaksi kimia yang menhasilkan besaran
elektrik seperti resistansi, tegangan, arus atau kapasitas ( tidak ada proses tranduser)
Gambar 2.1.1. Direct sensor
!
yaitu sensor yang tidak secara lansung menghasilkan besaran elektrik melainkan
dibutuhkan bantuan tranduser lain pada sensornya untuk menhasilkan besaran
elektrik
Gambar 2.1.2. Complex sensor
Contoh direct sensor
18
Universitas Sumatera Utara
.
Contoh sensor ini yaitu Tin Dioxide SnO2, sensor ini digunakan untuk mendeteksi
gas seperti Methyl Mercaption (CH3SH) dan Ethyl Alcohol (C2H5OH).
/
ChemFET adalah sebuah field effect taransistor kimia.Sensor ini mendeteksi H2 di
udara, O2 didarah, dan beberapa gas yang digunakan dalam militer seperti NH3, CO2,
dan explosive gas
!
1
Sensor ini adalh klas specila dari sensor kimia, sensor ini digunakan untuk mendeteksi
organisme, sel, organel, enzim, receptor, antibodi, dan lainnya. Contoh disini yaitu
bichemical sensor untuk mendeteksi enzim
Gambar 2.1.3 1
Cara kerja
Elemen sensor disini biasanya digunakan bioreactor untuk mendeteksi dan membe
rikan respon biosensor, kemudian akan dianalisa secara difusi, reaksi dari ireactor,
koreaktans, interfering species dan kinetiknya
19
Universitas Sumatera Utara
Untuk memilih jenis sensor yang sesuai dengan kebutuhan,perlu diperhatikan
beberapa syarat sebagai berikut (D Sharon, dkk,1982) :
1.
yaitu ukuran seberapa sensitif sensor terhadap suhu yang dideteksinya.
Sensor yang baik akan mampu mendeteksi perubahan suhu meskipun kenaikan
suhu tersebut sangat sedikit. Sebagai gambaran sebuah inkubator bayi yang
dilengkapi dengan sensor yang memiliki sensitifitas yang tinggi
2. Waktu respon dan waktu
Waktu respon dan waktu
yaitu waktu yang dibutuhkan sensor untuk
memberikan respon terhadap suhu yang dideteksinya. Semakin cepat waktu respon
dan waktu
maka semakin baik sensor tersebut. Tanggapan waktu pada
sensor menunjukan seberapa cepat tanggapannya terhadap perubahan masukan (janata
2001).
Gambar 2.2. Waktu respon
3. Akurasi
Akurasi yaitu kedekatan antara nilai terukur dengan nilai yang diterima baik nilai
konvensi,nilai sebenarnya atau nilai rujukan (Miller dan Ermer, 2005)
:(9
9
yaitu derajat kesamaan antara hasil yang terukur dari pengambilan sampel
yang bervariasi
5. !
20
Universitas Sumatera Utara
!
yaitu kemampuan untuk mengukur analit yang dituju secara tepat dan
spesifik dengan adanya komponen/komponen lain, seperti ketidak murnian sampel
yang akan dideteksi
;( Batas deteksi (8
4
-
Batas deteksi (8
4
) yaitu konsentrasi
terendah dalam sampel
yang masih dapat dideteksi meskipun tidak selalu dapat dikuantifikasi.
7. 8
8
yaitu parameter yang dipakai untuk melihat respon metode terhadap
variasi jumlah sampel, apakah jumlah sampel akan menaikkan respon (Gandjar
dan Rohman, 2007)
8. Stabilitas dan daya tahan
Stabilitas dan daya tahan yaitu sejauh mana sensor dapat secara konsisten
memberikan besar sensitifitas yang sama terhadap suhu, serta seberapa lama sensor
tersebut dapat terus digunakan.
-5-
Kitosan biasanya ditemukan di alam sebagai
komponen
/d/
berupa !
yang dibentuk dari n
melalui ikatan β/(1,4)
dihilangkan dari
proses
, yang secara natural merupakan
/2/
/2/
. Kitosan terbentuk ketika beberapa
. Pada tiga dekade terakhir kitosan digunakan dalam
air. Apabila kitosan disebarkan diatas permukaan air, mampu
menyerap lemak, minyak, logam berat, dan zat yang berpotensi sebagai toksik
lainnya, (Kumar 1998).
Senyawa kimia
dan kitosan mudah menyesuaikan diri, bersifat
dan memiliki reaktivitas kimia yang tinggi karena memiliki kandungan gugus OH dan
gugus NH2 yang bebas serta ligan yang bervariasi (Prashanth dan Tharanathan 2006).
21
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
#4 ( -5"5 > ?
(4 )
0'
>4?
#
#
0'
Kitosan mempunyai gugus amin yang reaktif dan gugus hidroksil yang banyak
serta kemampuannya membentuk
maka kitosan dapat berperan sebagai komponen
yang reaktif, pengkelat, pengikat, pengabsorbsi, penstabil, pembentuk film, penjernih,
flokulan dan koagulan (Shahidi, 1999).
-5-5*
#4 (
0
0'
Kitosan merupakan merupakan polimer karbohidrat alami yang dapat
ditemukan dalam kerangka dari
dalam
*
!
, seperti kepiting, udang dan
laut, termasuk karang dan <
, serta
. Selain terdapat
pada hewan laut kitin juga ditemukan pada serangga, seperti kupu/kupu dan kepik
yang juga memiliki kandungan kitin di sayap mereka, serta terdapat di dinding sel ragi
dan jamur (Shahidi dan Abuzaytoun 2005). Mutu kitosan dapat ditentukan
berdasarkan parameter fisika dan kimia, parameter fisis diantaranya penampakan,
ukuran (
* ) dan viskositas, sedangkan parameter kimia yaitu nilai proksimat
dan derajat
(DD). Semakin baik mutu kitosan semakin tinggi nilai derajat
dan semakin banyak fungsinya dalam aplikasinya.
-5-5-
@ 0
) A
#
0'
Secara fisik kitosan, tidak berbau, berupa padatan
0
berwarna putih
o
kekuningan dengan rotasi spesifik [α]D11 /3 hingga /10 (pada konsentrasi asam
astat 2 %). Kitosan tidak larut dalam air, alkohol dan
+
*
( &=>>-
22
Universitas Sumatera Utara
Kitosan mempunyai reaktifitas kimia yang baik karena mempunyai sejumlah
gugus hidroksil (/OH) dan gugus amina (/NH2) pada rantainya, merupakan
polisakarida bersifat basa. Kebanyakan polisakarida yang terdapat di alam bersifat
netral dan asam seperti selulosa, dekstran, peptin,dan agarose. (Kumar, 2000).
Kelarutan kitosan sangat dipengaruhi oleh bobot molekul, derajat deasetilasi,
dan rotasi sfesifiknya. Beragamnya rotasi spesifik bergantung pada sumber dan
metode isolasi serta transformasinya. Dalam bentuk netralnya, kitosan mampu
mengkompleks ion logam berat berbahaya seperti Cu, Cr, Cd, Mn, Co, Pb, Hg, Zn,
dan Pd. >Sugita et al., 2009). Kitosan hasil dari
seperti
dan
dibentuk menjadi
!
, larut dalam asam encer
. Sifat fisik yang khas dari kitosan yaitu mudah
, larutan,
, pasta, membran dan serat yang sangat
bermanfaat dalam aplikasinya khususnya pada teknologi sensor. (Kaban., 2007).
Produksi kitosan dapat dilakukan secara kimia dan enzimatis. Produksi kitosan
secara termokimia menggunakan alkali kuat seperti NaOH pada suhu tinggi, namun
proses ini menghasilkan mutu kitosan yang beragam dan menghasilkan limbah dan
produk samping yang berpotensi
enzimatis, yakni
bagi lingkungan. Produksi kitosan secara
enzimatis dengan kitin destilase (CDA) dalam bentuk
larutan kitosan akan berlangsung lebih mudah, reaksinya lebih homogen disetiap
bagian larutan. Menurut hasil penelitian Kolodziesjska,
terhadap
2000,
enzimatis
/kitosan dalam bentuk larutan dapat mencapai derajat
88/99 %.
Proses pembuatan kitosan secara enzimatis lebih mudah dikendalikan, spesifik dan
meminimalkan produk samping (Tsigos
( 2000). Produk samping yang dapat
diminimalkan untuk menjadi produk *
'
diantaranya adalah protein dan
beberapa produk turunan lainnya.
Kitosan sebagian besar diperoleh dari bahan baku cangkang
,
kapang, cumi / cumi dan lain/lain, melalui proses demineraisasi menggunakan HCl
1:7 (v/v), dilanjutkan dengan proses
!
menggunakan NaOH 1:10 (v/b), dan
deasetilasi menggunakan NaOH 50%. Masing/masing proses memiliki tujuan yang
berbeda. Proses
dalam cangkang,
bertujuan untuk menghilangkan kandungan mineral
!
bertujuan untuk menghilangkan protein yang terdapat
pada cangkang, sedangkan proses deasetilasi bertujuan untuk menghilangkan
. Proses ini dilakukan untuk mengetahui efektivitas fungsi dari kitosan (Angka
dan Suhartono 2000).
23
Universitas Sumatera Utara
-5-5"
@ 0A @ 0
0'
4 /
B 0
0 A8 )0 (
Kitosan dapat digunakan sebagai antibakteri dengan mekanisme kitosan dapat
berikatan dengan protein membran sel, diantaranya glutamat yang merupakan
komponen membran sel. Menurut (Simpson, 1997), hal ini dapat ditunjukan pada
!
dan
. Selain berikatan dengan
protein membran, terutama !
permeabilitas
!
(PC) sehingga menyebabkan
(IM) menjadi meningkat dan dengan meningkatnya
permeabilitas IM memberi jalan yang mudah untuk keluarnya cairan sel, khususnya
pada
setelah 60 menit komponen enzim β/ galaktosidase dapat
terlepas. Hal ini menunjukan bahwa cairan sel dapat keluar dari sitoplasma dengan
membawa komponen metabolit lain dan menyebabkan terjadi lisis.
Adanya peningkatan lisis ini menyebabkan terhentinya pembelahan sel
(regenerasi) dan menyebabkan bakteri mati. (Tsai dan Su 1999) juga melaporkan
bahwa kitosan dapat menghambat pertumbuhan
(
. Adanya penghambatan ini
disebabkan oleh adanya keelektromagnetifan permukaan sel
(
( Aktivitas
antibakteri oligomer kitosan beragam tergantung jenis bakteri uji. Bakteri gram positif
yaitu 8
1
dan (
lebih dihambat oleh
kitosan dibandingkan oligomernya, sedangkan bakteri gram negatif seperti
9
,
!
dan
(
lebih dihambat oleh
bentuk oligomernya dengan DP 1/8 menggunakan selulase.
-5"
)(')' 0('
(
!"!
Mikrokontroler sesuai namanya adalah suatu alat atau komponen pengontrol atau
pengendali yang berukuran mikro atau kecil. Sebelum ada mikrokontroler, telah
ada
terlebih
dahulu
muncul
mikroprosesor. Bila
dibandingkan dengan
mikroprosesor, mikrokontroler jauh lebih unggul karena terdapat berbagai alasan,
diantaranya :
1.Tersedianya I/O
I/O dalam mikrokontroler sudah tersedia sementara pada mikroprosesor
dibutuhkan IC tambahan untuk menangani I/O tersebut. IC I/O yang dimaksud adalah
PPI 8255. (Syahrul.2012)
2. Memori Internal
24
Universitas Sumatera Utara
Memori merupakan media untuk menyimpan program dan data sehingga mutlak
harus ada. Mikroprosesor belum memiliki memori internal sehingga memerlukan IC
memori eksternal. Dengan kelebihan/kelebihan di atas, ditambah dengan harganya
yang relatif murah sehingga banyak penggemar elektronika yang kemudian beralih ke
mikrokontroler.
Namun
demikian,
meski
memiliki
berbagai
kelemahan,
mikroprosesor tetap digunakan sebagai dasar dalam mempelajari mikrokontroler. Inti
kerja dari keduanya adalah sama, yakni sebagai pengendali suatu sistem.
Mikrokontroler adalah otak dari suatu sistem elektronika seperti halnya
mikroprosesor sebagai otak komputer. Namun mikrokontroler memiliki nilai tambah
karena didalamnya sudah terdapat memori dan sistem input/output dalam suatu
kemasan IC. Mikrokontroler AVR (0
?
@
A
!
) standar
memiliki arsitektur 8/bit, dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16/ bit dan
sebagian besar instruksi dieksekusi dalam satu siklus
MCS/51 yang membutuhkan 12 siklus
. Berbeda dengan instruksi
karena memiliki arsitektur CISC (seperti
komputer), (Dedi, 2010)
25
Universitas Sumatera Utara
#4 ( -5:5 8 ')
/( #
/
!"!
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa Atmega8535 memiliki bagian sebagai
berikut :
1.
Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, Port D.
2.
ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3.
Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembandingan.
4.
CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5.
Watchdog Timer dengan osilator internal.
6.
SRAM sebesar 512 byte.
7.
Memori Flash sebesar 8 kb dengan kemampuan Read While Write.
8. Unit interupsi internal dan eksternal.
9.
Port antarmuka SPI.
10. EEPROM sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
11. Antarmuka komparator analog.
12. Port USART untuk komunikasi serial
Secara umum, AVR dapat dikelompokkan menjadi 4 kelas, yaitu keluarga AT
Tiny, keluarga AT 90Sxx, keluarga AT Mega dan AT 89RFxx. Pada dasarnya yang
membedakan masing / masing kelas adalah memori, peripheral, dan fungsinya. Dari
segi arsitektur dan instruksi yang digunakan, mereka bisa dikatakan hampir sama.
Oleh karena itu, dipergunakan salah satu AVR produk Atmel, yaitu AT Mega8535.
Selain mudah didapatkan dan lebih murah Atmega8535 juga memiliki fasilitas
yang lengkap. Untuk tipe AVR ada 3 jenis yaitu AT Tiny, AVR klasik, dan AT
Mega. Perbedaannya hanya pada fasilitas dan I/O yang tersedia serta fasilitas
lain seperti ADC, EEPROM, dan lain sebagainya. Salah satu contohnya adalah AT
Mega 8535. Memiliki teknologi RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz membuat
AT Mega 8535
lebih cepat bila dibandingkan dengan varian MCS51. Dengan
fasilitas yang lengkap tersebut menjadikan Atmega 8535 sebagai mikrokontroler yang
powerfull. Adapun blok diagramnya sebagai berikut :
26
Universitas Sumatera Utara
-5"5*
' @/ (
/
!"!
Gambar 2.5 Konfigurasi Pin ATMega 8535
Mikrokontroler ATMega 8535 mempunyai jumlah pin sebanyak 40 buah,
dimana 32 pin digunakan untuk keperluan port I/O yang dapat menjadi pin
! B
!
sesuai konfigurasi. Pada 32 pin tersebut terbagi atas 4 bagian (port), yang
masing/masingnya terdiri atas 8 pin. Pin/pin lainnya digunakan untuk keperluan
rangkaian osilator, supply tegangan, reset, serta tegangan referensi untuk ADC. Untuk
lebih jelasnya, (Agus, 2005). konfigurasi pin AT Mega8535 dapat dilihat pada gambar
2.3.
Berikut ini adalah susunan pin/pin dari ATMega 8535 :
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai pin masukkan catu daya
2. GND merupakan pin
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukan ADC
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus,
yaitu
Timer/Counter, Komparator Analog, dan SPI
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI,
Komparator Analog, dan /
.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Komparator Analog, Interupsi Iksternal dan komunikasi serial USART
27
Universitas Sumatera Utara
7. Reset merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan clock eksternal (osilator
menggunakan kristal, biasanya dengan frekuensi 11,0592 MHz).
-5"5- '(0A '(0
0# /
!"!
/
2
*5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
internal pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port A dapat memberi
arus 20 mA dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction
Register port A (DDRA) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port A digunakan.
Bit/bit DDRA diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port A yang bersesuaian
sebagai input, atau diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, kedelapan pin port A juga
digunakan untuk masukan sinyal analog bagi A/D converter.
-5 '(0 8
Merupakan 8/bit
port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal
pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port B dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data Direction Register port
B (DDRB) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port B digunakan. Bit/bit DDRB
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port B yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Pin/pin port B juga memiliki untuk fungsi/fungsi alternatif
khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut.
Tabel 2.1 Fungsi Pin/pin Port B
"5 '(0
28
Universitas Sumatera Utara
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan
!
! resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port C dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display LED secara langsung. Data 4
!
C (DDRC) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port C digunakan. Bit/bit DDRC
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port C yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, dua pin port C (PC6 dan PC7) juga memiliki
fungsi alternatif sebagai
untuk
B
2.
:5 '(0
Merupakan 8/bit directional port I/O. Setiap pinnya dapat menyediakan internal
pull/up resistor (dapat diatur per bit). Output buffer Port D dapat memberi arus 20 mA
dan dapat mengendalikan display 8 4 secara langsung. Data 4
port
D (DDRD) harus disetting terlebih dahulu sebelum Port D digunakan. Bit/bit DDRD
diisi 0 jika ingin memfungsikan pin/pin port D yang bersesuaian sebagai input, atau
diisi 1 jika sebagai output. Selain itu, pin/pin port D juga memiliki untuk fungsi/
fungsi alternatif khusus seperti yang dapat dilihat dalam tabel berikut :
Tabel 2.2. Fungsi Pin/pin Port D
!5
RST pada pin 9 merupakan reset dari AVR. Jika pada pin ini diberi masukan
low selama minimal 2
maka system akan di/reset.
1. Peta Memori AT Mega8535
AT Mega8535 memiliki dua jenis memori yaitu Program Memory dan Data
Memory ditambah satu fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan
data.(Wardhana.2006)
29
Universitas Sumatera Utara
2. Program Memory
AT Mega8535 memiliki .
! A
!
untuk menyimpan program. Untuk alasan keamanan, program memory dibagi
menjadi dua bagian, yaitu 1
dan 0!!
.1
digunakan untuk menyimpan program Boot Loader, yaitu program
yang harus dijalankan pada saat AVR reset atau pertama kali diaktifkan.
0!!
digunakan untuk menyimpan program aplikasi yang
dibuat user. AVR tidak dapat menjalakan program aplikasi ini sebelum
menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori Boot Flash Section dapat
diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung setting pada konfigurasi bit
di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi, maka program pada 0!!
juga sudah aman.(Agus,2005).
Gambar 2.6. Peta Memori Program
3. Data Memory
.
Gambar 2.7. Peta Memori Data
30
Universitas Sumatera Utara
Gambar berikut menunjukkan peta memori
pada AT MEGA 8535.
Terdapat 608 lokasi address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register
File dan I/O Memory sementara 512 likasi address lainnya digunakan untuk internal
data SRAM. Register file terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register
terdiri dari 64 register.
-5"5"5
'#
)
(
9
/
!"!
Peralatan komunikasi Serial pada AT Mega8535 sudah terintegrasi pada system
Chip. Dan masing/masing registernya baik data maupun kontrol dihubungkan dengan
register Input/Output atau Port, sebagaimana peralatan lainnya. Sehingga User (kita)
cukup hanya mengakses register/register yang berhubungan dengan Serial inilah
untuk mempengaruhi atau memanipulasi peralatan tersebut. Data dikirim melalui
beberapa jalur data. Biasanya masing/masing dengan kabel tersendiri.Pada prisipnya
register/register peralatan ini hanya 5 buah. UDR, UCSRA, UCSRB, UCSRC, dan
UBRR. (Wardhana .2006)
-5"5:5 C
(2 0
9 2>
Kegunaan LCD
banyak
? -;*.
sekali
dalam perancangan suatu system dengan
menggunakan mikrokontroler. LCD (8 "
4 !
) dapat berfungsi untuk
menampilkan suatu nilai hasil sensor, menampilkan teks, atau menampilkan menu
pada aplikasi mikrokontroler. Pada praktek proyek ini, LCD yang digunakan adalah
LCD 16 x 2 yang artinya lebar display 2 baris 16 kolom dengan 16 Pin
konektor(Agus. 2005).
Adapun konfigurasi dan deskripsi dari pin/pin LCD antara lain:
=
>
,= >
=
>
Merupakan sumber tegangan +5V
*?
Merupakan sambungan ground.
-?
Merupakan input tegangan Kontras LCD.
"?
/ 0 (
60 >
:?
Merupakan Register pilihan 0 = Register
Perintah, 1 = register data
D& >
Merupakan read select, 1 = read, 0 =
!?
write.
4
'6)
>
.?
Merupakan masukan logika 1 setiap kali
31
Universitas Sumatera Utara
pengiriman Atau pembacaan data
,E +>
'
>
+E
: Merupakan Data Bus 1 /7
*:?
: Merupakan masukan tegangan positif
*!?
backlight
0'
>
:Merupakan masukan tegangan negatif
*.?
Backlight
Gambar 2.8. LCD 2 x 16
Display karakter pada LCD diatur oleh pin EN, RS dan RW. Jalur EN
dinamakan Enable. Jalur ini digunakan untuk memberitahu LCD bahwa sebuah data
sedang dikirimkan. Untuk mengirimkan data ke LCD, maka melalui program
EN harus dibuat logika low “0” dan set pada dua jalur kontrol yang lain RS dan RW.
Ketika dua jalur yang lain telah siap, set EN dengan logika “1” dan tunggu
dan berikutnya di set.( Afrie. 2011)
-5"5!5
/
29 (0 (#
HyperTerminal adalah sebuah program yang dirancang untuk melaksanakan
fungsi komunikasi dan emulasi terminal.Juga dikenal sebagai HyperTerminal,
program ini telah ditawarkan sebagai bagian dari sistem operasi Microsoft sejak
peluncuran Windows 98. Pada dasarnya, Hyper Terminal memungkinkan pengguna
komputer memanfaatkan komputer lainnya untuk berhubungan antara dua system.
Pada awalnya HyperTerminal adalah untuk membolehkan kita menggunakan
saluran talian telefon biasa bagi membina sambungan dial/up hanya diantara 2
komputer atas tujuan memanfaatkannya sebagai sistem pemindahan data ke peranti di
dalam sistem.Namun kini, HyperTerminal adalah sebuah program dengan fungsi yang
boleh kita gunakan untuk berhubung dengan komputer lain, laman telnet, sistem
paparan buletin ( Buletinbord = BBSs ), perkhidmatan dalam talian dan sebagai host
32
Universitas Sumatera Utara
komputer samada menggunakan modem, kabel modem atau sambungan ethernet
(TCP/IP= winsock) juga tatacara kawasan seperti bit pada saaat (bps).
Rancangan
aslinya
untuk
HyperTerminal
memungkinkan
anda
untuk
menggunakan jalur telepon standar membuat koneksi dialup antara dua komputer.
Program ini akan memanfaatkan modem internal dari host atau komputer utama dan
menggunakan layanan seperti Telnet untuk membuat sambungan ke komputer
sekunder. Sambungan ini dapat dimanfaatkan untuk mentransfer data dan file dari
satu sistem ke yang lainnya, tanpa perlu menyimpan data untuk beberapa jenis
perangkat luar dan kemudian memuat data secara manual ke sistem lainnya. Bersama
dengan membuat transfer data antara dua komputer proses yang relatif mudah,
HyperTerminal
juga
memungkinkan
sistem
utama
untuk
mengakses
dan
memanfaatkan layanan halaman pemberitahuan yang terletak di sistem kedua.
Program ini juga dapat digunakan untuk memecahkan masalah masalah dengan
modem, atau membantu untuk memastikan modem yang baru dipasang berfungsi
dengan benar.
HyperTerminal memanfaatkan port serial dan kontrol yang terkait dengan
perangkat eksternal. Perangkat ini dapat bervariasi dan meliputi opsi sebagai peralatan
komunikasi radio, robot, dan alat/alat yang digunakan untuk pengukuran ilmiah dan
usaha serupa. Koneksi yang disediakan oleh HyperTerminal memudahkan untuk
mengambil data dari sumber/sumber ini, serta dapat mengeksekusi perintah ke
perangkat dari sistem komputer utama.
Ketika memeriksa status dari pengoperasian perangkat seperti modem selaras
dengan benar dan bahwa perintah untuk mengaktifkan dialer pada modem berfungsi
dengan baik. niasanya HyperTerminal seolah/olah mengirim perintah ke modem dan
perangkat yang bekerja melalui semua langkah untuk mendirikan konektivitas dengan
jaringan. Mengakses HyperTerminal dapat dilakukan dengan mudah dengan cara
menggunakan menu Start dari setiap sistem berbasis Windows.
-5"5.5 8 $
#('/( #
)(')' 0(' (
Pengembangan sebuah sistem menggunakan mikrokontroler AVR buatan
ATMEL menggunakan software AVR STUDIO dan CodeVisionAVR. AVR
STUDIO merupakan software yang digunakan untuk bahasa assembly yang
mempunyai fungsi yang sangat lengkap, yaitu digunakan untuk menulis program,
33
Universitas Sumatera Utara
kompilasi, simulasi dan download program ke IC mikrokontroler AVR. Sedangkan
CodeVisionAVR merupakan software C/cross Compiler, dimana program dapat
ditulis dalam bahasa C, CodeVision memiliki IDE (Integrated development
Environment) yang lengkap, dimana penulisan program, compile,link, pembuatan
kode mesin (assembler) dan download program ke chip AVR dapat dilakukan dengan
CodeVision, selain itu ada fasilitas terminal, yaitu melakukan komunikasi serial
dengan mikrokontroler yang sudah di program. Proses download program ke IC
mikrokontroler AVR dapat menggunakan System programmable Flash on/Chip
mengizinkan memori program untuk diprogram ulang dalam sistem menggunakan
hubungan serial SPI.
-5"5+5
'
1 '
=
CodeVisionAVR
merupakan
sebuah
cross/compiler
C,
Integrated
Development Environtment (IDE), dan Automatic Program Generator yang didesain
untuk mikrokontroler buatan Atmel seri AVR. CodeVisionAVR dapat dijalankan
pada sistem operasi Windows 95, 98, Me, NT4, 2000, dan XP. Cross/compiler C
mampu menerjemahkan hampir semua perintah dari bahasa ANSI C, sejauh yang
diijinkan oleh arsitektur dari AVR, dengan tambahan beberapa fitur untuk mengambil
kelebihan khusus dari arsitektur AVR dan kebutuhan pada sistem embedded.
CodeVisionAVR juga mempunyai Automatic Program Generator bernama
CodeWizardAVR, yang mengujinkan Anda untuk menulis, dalam hitungan menit,
semua instruksi yang diperlukan untuk membuat fungsi/fungsi berikut:
Set/up akses memori eksternal
Identifikasi sumber reset untuk chip
Inisialisasi port input/output
Inisialisasi interupsi eksternal
Inisialisasi Timer/Counter
Inisialisasi Watchdog/Timer
Inisialisasi UART (USART) dan komunikasi serial berbasis buffer yang
digerakkan oleh interupsi
Inisialisasi Pembanding Analog
Inisialisasi ADC
34
Universitas Sumatera Utara
Inisialisasi Antarmuka SPI
Inisialisasi Antarmuka Two/Wire
Inisialisasi Antarmuka CAN\
Inisialisasi Bus I2C, Sensor Suhu LM75, Thermometer/Thermostat DS1621 dan
Real/Time Clock PCF8563, PCF8583, DS1302, dan DS1307
Inisialisasi Bus 1/Wire dan Sensor Suhu DS1820, DS18S20
Inisialisasi modul LCD
-5"5 5 =
8
6
Microsoft Visual Basic (sering disingkat sebagai VB saja) merupakan sebuah
bahasa pemrograman yang menawarkan Integrated Development Environment (IDE)
visual untuk membuat program perangkat lunak berbasis sistem operasi Microsoft
Windows dengan menggunakan model pemrograman (COM). Visual Basic
merupakan turunan bahasa pemrograman BASIC dan menawarkan pengembangan
perangkat lunak komputer berbasis grafik dengan cepat.
-5:5 '/ # 4 ( 0
Logam menurut pengertian awam adalah barang yang padat dan berat yang
biasanya selalu digunakan oleh orang untuk alat/alat dapur atau untuk perhiasan, yaitu
besi, baja, emas, dan perak. Padahal masih banyak logam lain yang sangat kecil dan
penting serta berperan dalam proses biologis makhluk hidup, misalnya selenium,
kobalt, mangan, dan lain/lain.
-5:5*5
4
/
2 %
( 0 0 ($
9
'
)0 1 0
Bila nilai Konduktivitas senyawa lebih besar maka dikatakan senyawa tersebut
mengion secara sempurna. Air memiliki sifat lebih mudah berikatan dengan ion/ion
sehingga berpengaruh terhadap mobilitas ion/ion senyawa dalam larutannya.Hal ini
menyebabkan nilai Konduktivitasnya lebih besar bila suatu senyawa dilarutkan
kedalam air,dan semakin besar konsentrasi dari senyawa tersebut maka akan semakin
besar pula konduktivitasnya
(Endang W 2012).
35
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.9. Konduktivitas dengan konsentrasi
Menurut Soemirat (2003), definisi logam adalah elemen yang dalam larutan air
dapat melepaskan satu atau lebih elektron dan menjadi kation. Sedangkan logam berat
adalah unsur logam yang mempunyai densitas > 5 g/cm3. Logam berat masih
termasuk golongan logam dengan kriteria/kriteria yang sama dengan logam/logam
lain. Perbedaannya terletak dari pengaruh yang dihasilkan bila logam berat ini
berikatan dan atau masuk ke dalam tubuh organisme hidup. Logam berat biasanya
menimbulkan efek/efek khusus pada makhluk hidup. Semua logam berat dapat
menjadi bahan racun yang akan meracuni tubuh makhluk hidup. Hal ini terjadi jika
sejumlah logam mencemari lingkungan. Namun demikian, meski semua logam berat
dapat mengakibatkan keacunan atas makhluk hidup, sebagian dari logam/logam berat
tersebut tetap dibutuhkan oleh makhluk hidup.
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe,
Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial
atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya
atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini
dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam
berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai
penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi,
logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau
karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan
pencernaan (Vogel ,A.I. 1994).
-5:5-5
#4 / >
?
36
Universitas Sumatera Utara
Unsur Cu ini berasal dari limpasan air yang bercampur abu terbang (flying ash) dan
abu dasar(bottom ash),dan juga dapat timbul dari proses pembersihan menggunakan
zat kimia pada pipa/pipa boiler serta air buangan dari cooling tower.Dalam
konsentrasi sangat rendah tembaga esensial terhadap organisme,dan dalam
konsentrasi tinggi akan berubah menjadi toksin yang berbahaya (Ringwood 1992 dan
Richmond 2005).Tembaga menempati golongan 11 pada tabel periodik,nomor
atom(NA) 29,bobot atom(BA)63.546.Tubuh manusia secara normal mengandung 1,4/
2,1 mg Cu per/kg berat badan. Parameter ini dihasilkan dari buangan/blow down air
dari
cooling
tower.Sifat
fisik
unsur
/1
ini
keelektronegativan
/1
1,90
(skala
0
Pauling),konduktivitas termal 401 wm .k , dan hambatan elektris(20 C) 16,78 µ .Ώ.m
(http:// id.wikipedia.org/Tembaga)
#4 ( -5*,5 Tembaga Sulfat (CuSO4)
-5:5"58
>
?
Pada air permukaan jarang ditemui kadar Fe melebihi 1 mg/l, tetapi di dalam
air tanah kadar Fe dapat jauh lebih tinggi (Manahan, 1999). Konsentrasi Fe yang
tinggi dapat dirasakan dan dapat menodai kain serta perkakas dapur. Pada air yang
tidak mengandung oksigen seperti air tanah, besi berada sebagai Fe2+ yang cukup
tinggi, sedangkan pada air sungai yang mengalir dan terjadi aerasi, Fe2+ teroksidasi
menjadi (Fe(OH)3), dimana (Fe(OH)3) ini sulit larut pada pH 6 sampai 8.
Besi dalam bentuk ion Fe2+ sangat mudah larut dalam air.
Memiliki nilai
Elektronegativitas 1,86 (skala Pauling), konduktivitas termal 80,4 W
/1
.K/1,dan
hambatan elektris (20) 96,1 µ .Ώ.m (http:// id.wikipedia.org/Besi). Oksigen yang
terlarut akan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe(OH)3 yang merupakan endapan.
Fe(OH)3 atau salah satu jenis oksida yang merupakan zat padat dan dapat
mengendap. Besi yang terlarut dalam bentuk Fe2+ dalam air biasanya dihasilkan oleh
37
Universitas Sumatera Utara
pelepasan ion Fe2+ dari bahan/bahan organik. Menurut Y.P Tirta Dharma (2002),
kehadiran ion Fe2+ yang terlarut dalam air dapat menimbulkan gangguan/gangguan
seperti :
1. Rasa dan bau logam yang amis pada air, disebabkan karena bakteri mengalami
degradasi.
2. Besi dalam konsentrasi yang lebih besar mg/l, akan memberikan suatu rasa pada air
yang mengambarkan rasa metalik,astrinogent atau obat
Sedangkan besi sulfat adalah yang mempunyai rumus senyawa Fe(II)SO4 adalah
ferro sulfat,Coperras atau green Vitrol.bentuknya berupa serbuk warna hijau kebiruan
/granula tidak berbau dan rasa seperti garam,segera teroksidasi pada udara lembab.pH
3,7,mudah larut dalam air,tidak larut dalam etanol,dan cepat larut dalam air mendidih.
Beberapa macam molekul dari besi(II)sulfat adalah
monohidrat(FeSO4
H2O),tetrahidrat(FeSO44H2O),pentahidrat(FeSO4 5H2O),dan heptahidrat (FeSO4
7H2O).
Gambar 2.11. Besi sulfat
-5:5:5
/
>
?
Mangan adalah suatu unsur kimia yang mempunyai nomor atom 25 dan memiliki
simbol Mn. Mangan ditemukan oleh C
7
pada tahun 1774 di Swedia.
Logam mangan berwarna putih keabu/abuan dan berbentuk padat dalam keadaan
normal. Mangan termasuk logam berat dan sangat rapuh tetapi mudah teroksidasi. Ia
adalah elemen pertama dari golongan 7B, memiliki titik lebur yang tinggi kira/kira
12500C. Ia bereaksi dengan air hangat membentuk mangan (II) hidroksida dan
hidrogen.(Gabriel, 2001).Sifat fisik dari Mn adalah elektronegativitas 1,55 (skala
Pauling),konduktivitas termal 7,81 wm/1.k/1,keterhambatan elektris(200C) 44 µ .Ώ.m
(http:// id.wikipedia.org/Mangan).
Mangan merupakan dua belas unsur paling berlimpah di kerak bumi (sekitar 0,1%)
yang terjadi secara alamiah. Manusia meningkatkan konsentrasi mangan di udara oleh
kegiatan industri dan melalui pembakaran bahan bakar fosil. Bagi manusia mangan
38
Universitas Sumatera Utara
merupakan logam yang tidak hanya perlu bagi hidup manusia tetapi juga beracun
ketika konsentrasinya terlalu tinggi dalam tubuh manusia.
Mangan sulfat (MnSO4) dengan berat molekul 169,01gr/mol,warna merah
light,titik didih 8500C,melting point 7000C,berat jenis 2,95,dan mudah larut dalam air
panas dan dingin
Gambar 2.12 Mangan sulfat .MnSO4
-5!5 ')
0
'/ # 8 ( 0
Berdasarkan sudut pandang toksikologi, logam berat ini dapat dibagi dalam dua
jenis. Jenis pertama adalah logam berat esensial, di mana keberadaan /nya dalam
jumlah tertentu sangat dibutuhkan oleh organisme hidup, namun dalam jumlah yang
berlebihan dapat menimbulkan efek racun. Contoh logam berat ini adalah Zn, Cu, Fe,
Co, Mn dan lain sebagainya. Sedangkan jenis kedua adalah logam berat tidak esensial
atau beracun, di mana keberadaannya dalam tubuh masih belum diketahui manfaatnya
atau bahkan dapat bersifat racun, seperti Hg, Cd, Pb, Cr dan lain/lain. Logam berat ini
dapat menimbulkan efek kesehatan bagi manusia tergantung pada bagian mana logam
berat tersebut terikat dalam tubuh. Daya racun yang dimiliki akan bekerja sebagai
penghalang kerja enzim, sehingga proses metabolisme tubuh terputus. Lebih jauh lagi,
logam berat ini akan bertindak sebagai penyebab alergi, mutagen, teratogen atau
karsinogen bagi manusia. Jalur masuknya adalah melalui kulit, pernapasan dan
pencernaan.
(Vogel ,A.I. 1994).
39
Universitas Sumatera Utara