28 III. METODE PENELITIAN A. Waktu dan Tempat Penelitian

28
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Instrumentasi jurusan Fisika
Universitas Lampung. Penelitian dimulai pada tanggal Juni 2012 sampai dengan
Desember 2012.
B. Alat dan Bahan
Alat - alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Catu Daya
Alat untuk mengubah arus AC (alternating curent) menjadi arus DC (direct
current).
2. Bor listrik dan Solder Listrik
Bor digunakan untuk membuat lubang pada PCB maupun Cassing. Solder
digunakan untuk melelehkan timah sehingga penempatan kaki komponen
pada papan PCB menjadi kokoh dan mengurangi kerusakan fisik.
3. Komputer
Komputer disini digunakan sebagai media penampil data.
4. Multimeter
29
Multimeter ini berfungsi untuk mengukur arus (A), tegangan AC dan DC
mengukur resistansi (Ω) dan untuk mengecek komponen elektronika.
5. Sedotan Timah
Alat yang digunakan untuk menyedot timah ketika terjadi kesalahan pada
saat menyolder
6. Penggaris
Alat untuk mengukur jarak.
7. Obeng
Alat untuk mengencangkan mur.
8. Cutter
Alat untuk memotong PCB.
9. Spidol permanen
Alat untuk menggambar rangkaian di PCB.
Sedangkan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
1.
Papan PCB :
Menghubungkan arus diantara komponen-komponen agar arus mengalir.
Pelarut :
Larutan disini digunakan untuk melarutkan lapisan tembaga yang tidak
digunakan sebagai jalur pada PCB.
2. Catu Daya
Transformator, Dioda dan Kapasitor :
Transformator diperlukan untuk menurunkan tegangan AC menjadi lebih
kecil. Dioda digunakan untuk mengalirkan arus kesatu arah saja.
30
Sedangkan kapasitor digunakan sebagai filter dan menyimpan muatan
listrik.
IC Regulator 7805 :
Untuk menghasilkan regulasi tegangan output.
Transistor :
Digunakan untuk penguat arus catu daya.
3. Sensor
LDR :
Sebagai transmiter.
Laser Dioda :
Sumber
gelombang
elektromagnetik
koheren
yang
memancarkan
gelombang pada frekuensi infra merah dan cahaya tampak.
4. Mikrokontroler
IC Mikrokontroler AT8535 :
Chip pengontrol dan pengolah sinyal serta mengirimkan data yang
merupakan karakter yang akan dikirimkan ke komputer.
5. Kabel penghubung
6. Resistor
7. Kristal sebagai clok eksternal
8. Tabung untuk wadah sampel
9. minyak goreng sebagai sampel
31
C. Prosedur Penelitian
1. Perancangan Alat
Alat pengukur indeks bias yang dibuat pada penelitian ini terdiri dari penampung
cairan yang terbuat dari plastic dengan sumber cahaya merah di bagian bawahnya,
LDR, transistor, mikrokontroler dan penampil PC. Diagram blok rancangan alat
dapat dilihat pada Gambar 3.1.
Laser
Cairan
Pembiasan
LDR
Mikrokont
roler
AT8535
PC
Gambar 3.1 Diagram Blok Alat Pengukur Indeks Bias
Kemudian, rancangan alat pengukur indeks bias dapat dilihat pada gambar 3.2
dibawah ini.
c
b
a
d
Gambar 3.2. Rancangan Perangkat Keras Mekanik
Keterangan : a. Laser Dioda
b. Minyak Goreng
c. LDR
d. Rangkaian Pengkondisi Sinyal dan Rangkaian Mikrokontroler
e. PC (komputer)
32
2. Cara Kerja Alat
Berdasarkan gambar 3.2 cairan yang ditempatkan di dalam wadah dengan bahan
plastik dilewati sumber cahaya. Akan terjadi pembelokkan cahaya karena
perbedaan kerapatan medium. Sensor LDR akan bergerak horizontal dan akan
berhenti ketika LDR mengenai cahaya yang telah melewati wadah yang berisi
cairan. Jarak yang ditempuh oleh LDR direpresentasikan oleh besarnya resistansi
yang dihasilkan oleh potensiometer multiturn. Keluaran yang dihsilkan adalah
tegangan yang akan dibaca oleh mikrokontroler ATMega8535. Tegangan
masukan tersebut akan dimasukkan dalam persamaan untuk mencari nilai indeks
bias dan ditampilkan pada PC. Persamaan yang digunakan untuk mencari indeks
bias suatu cairan seperti pada persamaan (3) (penjabaran persamaan terdapat di
lampiran).
(3)
Pengukuran indeks bias minyak goreng menggunakan metode pembiasan. Berkas
laser ditembakkan pada tabung yang berisi minyak goreng dengan sudut datang
yang besarnya bervariasi . Sinar bias yang diterima oleh LDR menghasilkan
tegangan maximal 5 volt. Selanjutnya tegangan ini masuk kedalam ADC agar bisa
langsung dibaca oleh mikrokontroler. Mikrokontroler akan menterjemahkan
tegangan yang dihasilkan kedalam fungsi indeks bias dengan menggunakan
program bahasa C dan akan ditampilkan menggunakan PC. Secara umum cara
kerja alat dari penelitian ini dapat dilihat pada diagram alir berikut ini :
33
a. Diagram Alir Penelitian Pembuatan Alat Indeks Bias
Mulai
Membuat Diagram Blok
Merancang dan Membuat Rangkaian
Pengujian Rangkaian
Tidak
Berhasil/Tidak
Ya
Pembuatan Program Indeks Bias
Tidak
Berhasil/Tidak
Ya
Program Interface
BerhasilTidak
Selesai
Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Alat Indeks Bias
34
b. Diagram Alir Penelitian Pembuatan Secara Keseluruhan dan Pengambilan Data
Mulai
Pengujian Rangkaian
Keseluruhan
Berhasil/Tidak
Tidak
Ya
Pengambilan Data
Selesai
Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian Pembuatan Secara Keseluruhan dan
Pengambiln Data
3.
Pembuatan Alat
a.
Analisis Perangkat Keras
1.
Rangkaian Catu Daya
Pada rangkaian ini menggunakan sebuah catu daya yang digunakan sebagai
sumber tegangan semua rangkaian. Rangkaian catu daya ini menggunakan IC
LM7812 yang berfungsi sebagai regulator atau penstabil tegangan dengan
kapasitas arus maksimal 500mA. Keluaran dari catu daya ini sebesar 5V DC.
Rangkaian catu daya dapat dilihat pada Gambar 3.5.
35
Gambar 3.5. Rangkaian catu daya dengan tegangan keluaran 5 volt
2. Rangkaian Sensor
Sensor yang digunakan yaitu sensor LDR sebagai pendeteksi cahaya laser yang
telah melewati cairan yang akan diukur indeks biasnya. Rangkaian elektrik dari
sensor ini dapat dilihat pada Gambar 3.6.
R1
R2
R3
0R56
0R56
0R1
Q1
2N1711
1.0
LDR1
LDR
Gambar 3.6. Rangkaian sensor LDR
36
3. Rangkaian Minimum ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 adalah perangkat yang digunakan sebagai pusat
kontrol pada pembuatan alat ini. Supaya mikrokontroler dapat berjalan,
diperlukan beberapa komponen sebagai rangkaian minimum seperti pada Gambar
3.7.
U1
1
2
3
4
5
6
7
8
R1
10k
C3
14
15
16
17
18
19
20
21
10uF/16
C2
12
13
9
33p
X1
PD0/RXD
PD1/TXD
PD2/INT0
PD3/INT1
PD4/OC1B
PD5/OC1A
PD6/ICP1
PD7/OC2
XTAL1
XTAL2
RESET
PA0/ADC0
PA1/ADC1
PA2/ADC2
PA3/ADC3
PA4/ADC4
PA5/ADC5
PA6/ADC6
PA7/ADC7
PC0/SCL
PC1/SDA
PC2
PC3
PC4
PC5
PC6/TOSC1
PC7/TOSC2
AREF
AVCC
40
39
38
37
36
35
34
33
22
23
24
25
26
27
28
29
32
30
ATMEGA8535
C1
33p
PB0/T0/XCK
PB1/T1
PB2/AIN0/INT2
PB3/AIN1/OC0
PB4/SS
PB5/MOSI
PB6/MISO
PB7/SCK
11.0592 MHz
Gambar 3.7. Rangakaian Minimum Mikrokontroler
Pada rangkaian sistem minimum ATmega 8535 frekuensi kristal yang digunakan
sebesar 11,0592 MHz dan dua buah kapasitor masing-masing sebesar 22 pF.
Fungsi kapasitor di sini adalah untuk menstabilkan osilasi yang dihasilkan oleh
kristal. Penempatan antara kapasitor dengan kristal diusahakan sedekat mungkin
untuk menghindari terjadinya noise. Rangkaian yang tersusun atas kristal dan dua
kapasitor tersebut disebut rangkaian osilator yang merupakan subsistem dari
mikrokontroler yang berfungsi untuk membangkitkan clock pada mikrokontroler.
37
b. Analisis Perangkat Lunak
Perangkat lunak berkaitan dengan kinerja perangkat keras. Perangkat lunak pada
sistem mikrokontroler biasa juga disebut firmware. Bahasa pemrograman yang
digunakan adalah bahasa C. Kompiler yang digunakan adalah CodeVision AVR
2.04.4a. Sedangkan program atau perangkat lunak yang digunakan untuk
menampilkan hasil konversi dari pembacaan dari digital ke komputer adalah
bahasa pemrograman Visual Basic 6.0
4. Pengujian Fungsi Alat Ukur
Pengujian diawali dengan memasukkan sampel kedalam wadah yang diletakkan
di atas casing alat. Yang diharapkan dari pengujian ini adalah nilai indeks bias
sampel. Hasil pengukuran berbagai sampel akan diperlihatkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.1. Tabel hasil penelitian pengambilan data alat.
Sampel
A
B
C
Sebelum
Pemanasan
Pemanasan
Pemanasan
Pemanasan
10 menit
20 menit
30 menit