alat ukur kadar kurkumin menggunakan

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
TUGAS AKHIR
ALAT UKUR KADAR KURKUMIN
MENGGUNAKAN MONOKROMATOR PRISMA
Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh :
OKTOVIANUS FERRYANDI
NIM : 085114007
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
FINAL PROJECT
LEVEL OF CURCUMIN INSTRUMENT
USING PRISM MONOCHROMATOR
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
OKTOVIANUS FERRYANDI
NIM : 085114007
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
ii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
MOTTO :
“Jenius adalah 1 % inspirasi dan 99 % keringat”
“Ya Bapa-Ku, jikalau Engkau mau, ambillah cawan ini daripada-Ku;
tetapi bukanlah kehendak-Ku, melainkan kehendak-Mulah yang terjadi ”
(Luk 22:42)
Skripsi ini kupersembahkan untuk…
Yesus Kristus Pembimbingku yang setia
Papa dan Mama tercinta
Nita, Lia, Feren, dan Shella saudaraku tersayang
Rigoberta Gaudia yang telah menjadi pengisi hati dan penyemangat hidupku
Almamaterku Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma
vi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
INTISARI
Penyediaan ekstrak kunyit yang mempunyai kandungan kurkumin sesuai standar
industri masih terbatas. Hal ini disebabkan karena belum tersedia alat ukur kadar kurkumin
yang sederhana bagi para petani kunyit. Pengujian kadar kurkumin dengan instrumentasi
pada standar laboratorium memerlukan biaya yang tinggi. Hal ini membuat para petani
kunyit harus memiliki suatu alat ukur kadar kurkumin yang sederhana dan aplikatif. Alat
ukur ini menerapkan metode spektrofotometri menggunakan monokromator prisma.
Penelitian ini memberikan solusi untuk memudahkan para petani dalam menjual hasil
panen kunyit mereka kepada pihak industri.
Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma terdiri dari dua
proses pengukuran, yaitu pengukuran etanol dan pengukuran larutan kunyit. Selisih
tegangan kedua pengukuran akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar untuk
memperoleh besar absorban standar. Hasil kalibrasi digunakan untuk menghitung kadar
kurkumin dan kemudian diubah dalam persen 𝑏/𝑏. Semua hasil pengukuran diolah
mikrokontroler dan ditampilkan pada LCD character.
Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma sudah berhasil
dibuat dan dapat bekerja dengan baik. Sistem dapat menjalankan kedua proses pengukuran
dengan baik dan menampilkan data-data hasil pengukuran sesuai dengan perancangan.
Tingkat kepresisian alat ukur masih kurang dengan persentase error rata-rata kadar
kurkumin 29,969% dan error rata-rata persen kadar kurkumin 29,988%.
Kata kunci : kunyit, kurkumin, alat ukur, monokromator prisma
viii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ABSTRACT
Provision of turmeric extract that contains curcumin which has the industry
standard is still limited. This is caused by level of curcumin instrument that are simple are
not yet available for turmeric farmers. Testing levels of curcumin with standard laboratory
instrumentation needs a high cost. It makes turmeric farmers must have level of curcumin
instrument that are simple and applicable. This instrument is applying spectrophotometric
method using a prism monochromator. This research provides solutions to facilitate the
farmers to sell their turmeric crops to the industry.
Level of curcumin instrument using prism monochromator consists of two
processes of measurement, which are measurement of ethanol and measurement of
turmeric solutions. The differences between two voltage will be calibrated with a standard
spectrophotometer to obtain the absorbance standards. Calibration results are used to
calculate the levels of curcumin and then converted in percent 𝑏/𝑏. All measurement
results processed by the microcontroller and displayed on the LCD character.
Level of curcumin instrument using prism monochromator has been created and
can work well. The system can run processes of measurement well and display
measurement data in accordance with the design. Level of precision measuring tools are
still lacking with an average percentage error of curcumin levels of 29.969% and the
average percent error curcumin levels of 29.988%.
Keywords: turmeric, curcumin, instruments, prism monochromator
ix
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
KATA PENGANTAR
Puji syukur dan terima kasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga tugas akhir dengan judul “Alat Ukur Kadar Kurkumin
Menggunakan Monokromator Prisma” ini dapat diselesaikan dengan baik.
Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat bagi mahasiswa Program Studi
Teknik Elektro untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan
memperkaya wawasan berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika khususnya
sains dan teknologi pada umumnya.
Penulis menyadari bahwa selama menyelesaikan tugas akhir ini tidak terlepas dari
bantuan, bimbingan, dan dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Ibu P.H. Prima Rosa, S.Si., M.Sc. selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Ibu Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing yang dengan
penuh kesabaran telah memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan
perhatiannya dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
3. Bapak Martanto, S.T., M.T. dan Bapak Ir. Tjendro, M.Kom. selaku dosen
penguji yang telah memberikan kritik dan saran.
4. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma yang
telah memberikan semangat, pengetahuan, dan bimbingan kepada penulis
selama kuliah.
5. Bapak Handang selaku laboran Mekatronika yang telah membantu penulis
selama pengerjaan mekanik tugas akhir ini.
6. Papa dan mama tercinta, kakakku Yunita Natalia, adikku Amelia Florensia,
Anastasia Angelina Ferensia, dan Marshella Angelica, serta semua keluarga
yang telah memberikan semangat dan dukungan dalam menyelesaikan tugas
akhir ini.
7. Teman berbagiku Rigoberta Gaudia yang selalu memberikan motivasi dan
semangat.
8. Teman-teman TE angkatan 2008 atas kekompakan dan dukungannya selama ini.
x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9. Teman-teman misdinar “Angelus Domini”, mas Ronny, Tito, Audra, Wawan,
Retha, Ingrid yang telah memberikan motivasi selama penyusunan tugas akhir
ini.
10. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan,
bimbingan, kritik, dan saran.
Penulis dengan penuh kesadaran memahami bahwa tugas akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat
diharapkan. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat memberikan manfaat bagi semua
pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, 10 Desember 2012
Penulis
xi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................................ iv
PERNYATAN 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 ...................................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................................ xvii
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................... 1
1.1.
Latar Belakang ........................................................................................................... 1
1.2.
Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................................. 2
1.3.
Batasan Masalah ........................................................................................................ 2
1.4.
Metodologi Penelitian ................................................................................................ 3
1.4.1. Variabel Penelitian ......................................................................................... 3
1.4.2. Prosedur Penelitian ........................................................................................ 3
1.5.
Sistematika Penulisan ................................................................................................ 5
BAB II DASAR TEORI ...................................................................................................... 5
2.1.
Kunyit ........................................................................................................................ 6
2.2.
Prinsip Kerja Alat Ukur Kadar Larutan ..................................................................... 6
2.3.
Spektrum Cahaya ....................................................................................................... 7
2.4.
Bagian-Bagian Spektrofotometer .............................................................................. 8
2.4.1. Lampu Halogen .............................................................................................. 8
2.4.2. Lensa Cembung ............................................................................................. 9
2.4.3. Prisma .......................................................................................................... 10
2.4.3.1.Sudut Deviasi ................................................................................... 10
xii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2.4.3.2.Dispersi Cahaya ............................................................................... 11
2.4.4. Kuvet............................................................................................................ 12
2.4.5. Fototransistor ............................................................................................... 12
2.4.6. Pengondisi Sinyal ........................................................................................ 13
2.4.6.1.Penguat Non-Inverting ..................................................................... 13
2.4.6.2.IC LM741......................................................................................... 14
2.5.
Mikrokontroler ATMEGA8535............................................................................... 15
2.5.1. Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega8535 ............................................. 15
2.5.2. Fitur-Fitur ATMega8535 ............................................................................. 16
2.5.3. Analog to Digital Converter (ADC) ............................................................ 16
2.6.
LCD (Liquid Crystal Display) ................................................................................. 17
2.7.
LED (Light Emitting Diode) .................................................................................... 18
2.8.
Three-Terminal Voltage Regulator.......................................................................... 19
2.9.
Regresi Linear .......................................................................................................... 22
2.10. Ukuran Pemusatan ................................................................................................... 23
BAB III RANCANGAN PENELITIAN .......................................................................... 24
3.1.
Arsitektur Sistem ..................................................................................................... 24
3.2.
Perancangan Subsistem Hardware .......................................................................... 26
3.2.1. Perancangan Mekanik .................................................................................. 26
3.2.2. Perancangan Sensor Cahaya ........................................................................ 28
3.2.3. Perancangan Pengondisi Sinyal ................................................................... 29
3.2.4. Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega8535 .............. 32
3.2.5. Perancangan LCD Character ....................................................................... 34
3.2.6. Perancangan Tombol Push-On .................................................................... 34
3.2.7. Perancangan LED Indikator ......................................................................... 35
3.2.8. Perancangan Catu Daya ............................................................................... 36
3.3.
Perancangan Subsistem Software ............................................................................ 37
3.4.
Perancangan Tampilan LCD Character .................................................................. 39
3.5.
Perhitungan Nilai ADC............................................................................................ 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................... 41
4.1.
Gambar Fisik Hardware .......................................................................................... 41
4.1.1. Mekanik ....................................................................................................... 41
4.1.2. Subsistem Elektronik ................................................................................... 43
xiii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4.2.
Proses Pengukuran ................................................................................................... 47
4.2.1. Pengukuran Etanol ....................................................................................... 48
4.2.2. Pengukuran Kurva Baku .............................................................................. 48
4.2.3. Pengukuran Larutan Kunyit ......................................................................... 49
4.3.
Proses Kalibrasi dengan Spektrofotometer Standar ................................................ 50
4.4.
Proses Perhitungan Kadar Kurkumin ...................................................................... 56
4.5.
Pengujian Hardware ................................................................................................ 59
4.5.1. Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ............................. 59
4.5.2. Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya dan Pengondisi Sinyal ...................... 61
4.5.3. Pengujian Rangkaian Catu Daya ................................................................. 62
4.6.
Pengujian ADC ........................................................................................................ 63
4.7.
Pengujian Software .................................................................................................. 65
4.7.1. Pengujian Program untuk Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit ........ 65
4.7.2. Pengujian Program Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin ................... 67
4.8.
Analisa Stabilitas Sistem ......................................................................................... 69
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................ 73
5.1.
Kesimpulan .............................................................................................................. 73
5.2.
Saran ........................................................................................................................ 74
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 75
LAMPIRAN ....................................................................................................................... 78
LAMPIRAN A DATA HASIL PENGUKURAN ............................................................ L1
LAMPIRAN B DATA HASIL PENGUKURAN ULANG ABSORBAN
LARUTAN KUNYIT MENGGUNAKAN SPEKTROFOTOMETER STANDAR .. L11
LAMPIRAN C PETUNJUK PENGGUNAAN ALAT UKUR KADAR
KURKUMIN .................................................................................................................... L14
LAMPIRAN D RANGKAIAN LENGKAP PERANCANGAN ALAT UKUR
KADAR KURKUMIN MENGGUNAKAN MONOKROMATOR PRISMA ........... L16
LAMPIRAN E LISTING PROGRAM MIKROKONTROLER ................................. L17
DATASHEET .................................................................................................................. L25
xiv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Blok Model Perancangan ................................................................................. 4
Gambar 2.1 Serapan Cahaya oleh Sampel ........................................................................... 7
Gambar 2.2 Spektrum Sinar Tampak ................................................................................... 8
Gambar 2.3 Lampu Halogen ................................................................................................ 9
Gambar 2.4 Pembiasan Cahaya pada Prisma ..................................................................... 10
Gambar 2.5 Dispersi Cahaya oleh Prisma .......................................................................... 11
Gambar 2.6 Rangkaian Fototransistor ................................................................................ 13
Gambar 2.7 Penguat Non-Inverting .................................................................................... 13
Gambar 2.8 Konfigurasi Pin IC LM741 ............................................................................. 14
Gambar 2.9 Konfigurasi Pin ATMega8535 ....................................................................... 15
Gambar 2.10 LCD 2x16 ....................................................................................................... 17
Gambar 2.11 LED ................................................................................................................ 19
Gambar 2.12 Konfigurasi Kaki IC Regulator (78XX-Positif dan 79XX-Negatif) .............. 20
Gambar 2.13 Rangkaian Regulator Tegangan +12 volt....................................................... 21
Gambar 3.1 Arsitektur Umum............................................................................................ 24
Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat Tampak Luar ............................................................... 26
Gambar 3.3 Desain Mekanik Alat Tampak Dalam ............................................................ 27
Gambar 3.4 Desain Mekanik Alat Tampak Depan ............................................................ 27
Gambar 3.5 Desain Mekanik Alat Tampak Atas ............................................................... 27
Gambar 3.6 Alur Proses Berkas Cahaya yang Terjadi ....................................................... 28
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Cahaya .............................................................................. 29
Gambar 3.8 Grafik Hubungan Kadar Larutan Kurkumin dengan Rata-Rata
Vout Fototransistor .......................................................................................... 31
Gambar 3.9 Rangkaian Pengondisi Sinyal ......................................................................... 32
Gambar 3.10 Hasil simulasi Vout Pengondisi Sinyal ............................................................ 32
Gambar 3.11 Port Input dan Port Output yang Akan Dirancang........................................ 33
Gambar 3.12 Rangkaian LCD Character ............................................................................ 34
Gambar 3.13 Rangkaian Tombol Push-On .......................................................................... 35
Gambar 3.14 Rangkaian LED Indikator .............................................................................. 35
Gambar 3.15 Rangkaian Catu Daya +5 volt, +12 volt, dan -12 volt ................................... 37
xv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 3.16 Flowchart Program Utama ............................................................................. 38
Gambar 3.17 Tampilan LCD Character .............................................................................. 39
Gambar 4.1 Arah Berkas Pembiasan Sinar ........................................................................ 41
Gambar 4.2 Hasil Perancangan Alat Tampak Dalam ........................................................ 42
Gambar 4.3 Hasil Perancangan Alat Tampak Luar ............................................................ 43
Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Cahaya .............................................................................. 44
Gambar 4.5 Rangkaian Pengondisi Sinyal ......................................................................... 45
Gambar 4.6 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ................................................. 45
Gambar 4.7 Rangkaian LCD Character dan LED Indikator ............................................. 46
Gambar 4.8 Rangkaian Catu Daya ..................................................................................... 46
Gambar 4.9 Rangkaian Catu Daya Lampu Halogen .......................................................... 47
Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Etanol ................................................................................ 48
Gambar 4.11 Hasil Pengukuran Kurva Baku ....................................................................... 49
Gambar 4.12 Hasil Pengukuran Larutan Kunyit .................................................................. 49
Gambar 4.13 Grafik Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan ......................................... 51
Gambar 4.14 Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar ............................................... 52
Gambar 4.15 Grafik Hubungan Kalibrasi Antara Absorban Kurva Baku Alat Ukur Hasil
Perancangan dengan Absorban Kurva Baku Spektrofotometer Standar ........ 53
Gambar 4.16 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Kurva Baku Alat Ukur ......................... 54
Gambar 4.17 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Larutan Kunyit ..................................... 55
Gambar 4.18 Tampilan Hasil Perhitungan Kadar Kurkumin ............................................... 57
Gambar 4.19 Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler ...................... 60
Gambar 4.20 Hasil Pengujian Tombol Push-On dan LED Indikator .................................. 61
Gambar 4.21 Rangkaian Pengujian ADC ............................................................................ 63
Gambar 4.22 Tampilan Proses Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit ........................ 67
Gambar 4.23 Tampilan Proses Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin.......................... 69
xvi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Hasil standarisasi kadar kurkuminoid total dari berbagai bentuk
sampel umur dan asal rimpang kunyit ................................................................ 6
Tabel 2.2 Spektrum warna cahaya tampak dan warna-warna komplementer .................... 8
Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD 2x16 ....................................................................................... 18
Tabel 2.4 Regulator tegangan positif seri 78XX .............................................................. 20
Tabel 2.5 Regulator Tegangan Negatif Seri 79XX .......................................................... 21
Tabel 3.1 Tegangan keluaran fototransistor tanpa kuvet .................................................. 30
Tabel 3.2 Tegangan keluaran fototransistor dengan larutan kurkumin ............................ 30
Tabel 3.3 Tegangan keluaran pengondisi sinyal ............................................................... 31
Tabel 3.4 Konfigurasi port mikrokontroler yang akan digunakan ................................... 33
Tabel 4.1 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan kurkumin................... 50
Tabel 4.2 Besar absorban kurva baku menggunakan spektrofotometer standar............... 51
Tabel 4.3 Hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan
dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar ................................... 52
Tabel 4.4 Hasil pengujian kalibrasi absorban kurva baku alat ukur ................................. 53
Tabel 4.5 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan larutan kunyit ............ 54
Tabel 4.6 Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit ............................................................ 55
Tabel 4.7 Besar absorban larutan kunyit menggunakan spektrofotometer standar .......... 55
Tabel 4.8 Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin ................ 56
Tabel 4.9 Perhitungan error hasil kalibrasi absorban larutan kunyit ............................... 57
Tabel 4.10 Hasil perhitungan error kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin ....... 57
Tabel 4.11 Hasil pengujian rangkaian sensor dan pengondisi sinyal ................................. 62
Tabel 4.12 Hasil pengujian rangkaian catu daya ................................................................ 62
Tabel 4.13 Hasil pengujian ADC ........................................................................................ 64
Tabel 4.14 Hasil pengujian nilai absorban untuk stabilitas sistem ..................................... 69
Tabel 4.15 Hubungan keluaran catu daya lampu halogen dengan perubahan nilai ADC .. 70
Tabel 4.16 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan
satu nilai ADC etanol........................................................................................ 70
Tabel 4.17 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan
satu nilai ADC larutan kunyit daerah Karanganyar.......................................... 71
xvii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kurkumin merupakan senyawa berwarna kuning yang ditemukan dalam rimpang
kunyit (Curcuma domestica val.) yang mengandung kurkumin, desmetoksikurkumin, dan
bisdesmetoksikurkumin, yang ketiganya disebut kurkuminoid. Kurkumin dapat berfungsi
sebagai antidiabetes, antiinflamasi, antioksidan, antimikroba, dan antikanker [1].
Penyediaan bahan baku atau ekstrak kunyit dalam negeri masih menghadapi
kendala utama yaitu keterbatasan penyediaan suplai kunyit yang mempunyai kandungan
kurkumin sesuai standar pasar [2]. Belum tersedianya teknologi tepat guna yang cukup
aplikatif dan sederhana bagi para kelompok petani untuk bisa melakukan pengukuran
kandungan kurkumin yang terkandung dalam rimpang kunyit menjadi salah satu penyebab
terbatasnya penyediaan suplai kunyit yang mempunyai kandungan kurkumin sesuai standar
pasar.
Berdasarkan paparan di atas penulis ingin membuat suatu alat ukur kadar kurkumin
untuk membantu kelompok petani kunyit dalam mengetahui kandungan kurkumin pada
rimpang kunyit hasil panen mengingat pengujian kadar kurkumin dalam rimpang kunyit
dengan instrumentasi pada standar laboratorium memerlukan biaya yang cukup tinggi. Alat
ukur kadar kurkumin ini menggunakan metode spektrofotometri.
Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada
pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang
gelombang spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan
tabung foton hampa [3]. Metode spektrofotometri memiliki keuntungan yaitu dapat
digunakan untuk analisa suatu zat dalam jumlah kecil. Penelitian yang sudah pernah dibuat
adalah Gesang Kurniasih dkk. dalam penelitian berjudul “Penetapan Kadar Kurkuminoid
dalam Jamu Serbuk Galian Putri yang Mengandung Simplisia Rimpang Kunyit (Curcuma
domestica val.) yang Beredar di Kecamatan Ketanggungan” [4]. Pada penelitian Gesang
Kurniasih dkk. spektrofotometer yang digunakan adalah spektrofotometer UV-Vis. Hasil
pengukuran yang didapatkan hanya sampai pada nilai absorban, sedangkan persentase
kadar kurkumin didapatkan dari hasil perhitungan.
1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
Alat ukur kadar kurkumin yang akan dibuat termasuk jenis spektrofotometer sinar
tampak. Hal ini dikarenakan pada penelitian ini pengukuran akan dilakukan pada panjang
gelombang antara 400 – 750 nm yang termasuk dalam daerah sinar tampak. Alat ukur
kadar kurkumin ini menggunakan sebuah sumber cahaya polikromatis yang dilewatkan
pada sebuah monokromator prisma yang diposisikan secara tetap untuk menghasilkan
cahaya monokromatis. Cahaya polikromatis perlu diubah menjadi cahaya monokromatis
karena suatu larutan berwarna memerlukan warna tunggal agar penyerapan larutan tersebut
dapat maksimal. Warna tunggal yang diserap oleh larutan kunyit adalah warna ungu dari
spektrum sinar tampak agar didapatkan warna komplementer larutan kunyit yaitu hijau
kekuningan yang mempunyai panjang gelombang berkisar antara 400 – 435 nm. Pemilihan
warna ungu ini akan dilakukan dengan mengatur posisi celah sempit sehingga didapatkan
panjang gelombang yang dikehendaki. Cahaya monokromatis yang sudah dilewatkan pada
larutan kunyit kemudian diterima oleh sensor cahaya berupa fototransistor yang kemudian
akan dikuatkan dan di-input-kan ke ADC mikrokontroler. Tegangan keluaran fototransistor
antara pengukuran tanpa kuvet dengan kuvet berisikan larutan kunyit akan dibandingkan
dan dicari selisih tegangannya. Selisih tegangan ini merupakan besar serapan cahaya oleh
larutan kunyit yang akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Selanjutnya akan
dicari besar kadar kurkumin dalam satuan μg ml dan diubah menjadi persentase kadar
kurkumin dalam % b/b. Pengolahan data dilakukan oleh mikrokontroler dan hasilnya akan
ditampilkan ke LCD character.
1.2
Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan alat ukur kadar kurkumin menggunakan
monokromator prisma yang dapat mengukur kadar kurkumin sesuai standarisasi yang
ditetapkan indutri bagi petani rimpang kunyit.
Manfaat dari penelitian ini adalah untuk membantu dan memudahkan para petani
dalam menjual hasil panen kunyit mereka kepada pihak industri.
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
a. Sumber cahaya menggunakan lampu halogen.
b. Menggunakan monokromator prisma.
c. Hanya digunakan untuk mengukur satu kuvet larutan kunyit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
d. Sensor cahaya yang digunakan adalah fototransistor.
e. Pemrograman mikrokontroler AVR ATMega8535 menggunakan bahasa C.
f. Menggunakan LCD character 2x16 untuk menampilkan data hasil pengukuran.
g. Menggunakan LED sebagai indikator kerja alat.
h. Menggunakan tombol on-off untuk mengaktifkan power supply alat dan melakukan
pengukuran tanpa kuvet.
i. Menggunakan tombol push-on untuk mengaktifkan sistem pengukuran kuvet yang
berisi larutan kunyit.
1.4
Metodologi Penelitian
1.4.1 Variabel Penelitian
Variabel terikat adalah variabel yang menjadi titik pusat penelitian. Variabel bebas
adalah variabel yang diselidiki pengaruhnya terhadap variabel terikat. Variabel terikat pada
penelitian ini adalah sistem spektrofotometer dan bagian-bagiannya, sedangkan variabel
bebas yang digunakan adalah kadar kurkumin.
1.4.2 Prosedur Penelitian
Langkah-langkah dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
a. Pengumpulan bahan-bahan referensi berupa buku-buku dan artikel serta referensi
dari internet berupa jurnal-jurnal.
b. Studi kasus terhadap alat yang telah dibuat sebelumnya. Tahap ini dilakukan guna
memahami prinsip kerja dari alat sebelumnya.
c. Perancangan sistem hardware dan software.
Tahap ini bertujuan untuk mencari dan menentukan komponen-komponen suatu
sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan faktor-faktor permasalahan
dan kebutuhan yang telah ditentukan.
d. Pembuatan sistem hardware dan software.
Berdasarkan Gambar 1.1, sistem akan aktif apabila user menekan tombol on-off.
Mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang pertama tanpa adanya kuvet.
Kemudian, setelah kuvet larutan kunyit diletakkan dan user menekan tombol pushon, mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang kedua. LED sebagai
indikator proses pengukuran yang kedua akan menyala berkedip-kedip. Semua hasil
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
pengukuran akan diolah oleh mikrokontroler. LCD character akan menampilkan
hasil pengolahan data berupa persentase kadar kurkumin dan beberapa tampilan
besaran yang ingin ditampilkan.
Sumber Cahaya
Polikromatis
Lensa
Cembung
Monokromator
berbasis prisma
Kuvet
Mikrokontroler
Pengondisi
Sinyal
Sensor
Cahaya
(Visible)
Tombol
push-on
LCD
character
LED
Indikator
Tombol on-off
Gambar 1.1 Blok Model Perancangan
e. Proses pengambilan data.
Teknik pengambilan data dilakukan dengan cara mengambil nilai tegangan yang
dikeluarkan oleh sensor fototransistor. Setelah itu, mikrokontroler akan mengolah
data tersebut melalui ADC untuk memperoleh data digital sehingga dapat dibaca
oleh mikrokontroler. Data tersebut digunakan untuk mengetahui besar perbedaan
serapan cahaya oleh larutan kunyit yang selanjutnya dikalibrasi dengan
spektrofotometer standar agar diperoleh nilai absorban standarnya. Data serapan
yang diperoleh digunakan untuk menghitung kadar konsentrasi kurkumin dalam
μg ml dan kemudian diubah dalam bentuk persen berat per berat % b/b .
f. Analisa dan kesimpulan hasil perancangan.
Analisa data dilakukan dengan mengecek keakuratan data hasil persentase kadar
kurkumin yang ditampilkan di LCD character dengan data hasil keluaran
perancangan. Data juga dibandingkan dengan data hasil pengukuran pada alat
spektrofotometer yang terdapat di Laboratorium Farmasi. Penyimpulan hasil
perancangan dilakukan dengan menghitung persentase error yang terjadi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
1.5
Sistematika Penulisan
BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penelitian,
batasan masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi dasar teori yang berkaitan dengan kunyit, prinsip kerja alat
ukur kadar larutan, spektrum cahaya, bagian-bagian spektrofotometer,
mikrokontroler ATMega8535, LCD character, LED, three-terminal
voltage regulator, regresi linear, dan ukuran pemusatan.
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
Bab ini berisi tentang perancangan hardware dan perancangan software
dalam perancangan tugas akhir ini.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian yang telah
dilakukan.
BAB V
KESIMPULAN
Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB II
DASAR TEORI
2.1
Kunyit
Kunyit (Curcuma domestica val.) merupakan salah satu tanaman obat potensial
penghasil kurkumin. Selain sebagai bahan baku obat, kunyit dapat juga dipakai sebagai
bumbu dapur dan zat pewarna alami. Kandungan kurkumin di dalam kunyit berkisar 3–4%
[5]. Tiga varietas unggul kunyit yang telah dilepas Balittro memiliki kadar kurkumin
cukup tinggi yaitu 8,7%. Kandungan kurkumin dapat diukur pada panjang gelombang
420nm [6].
Berikut ini adalah tabel kisaran kandungan kurkuminoid dari berbagai sampel umur
dan asal rimpang:
Tabel 2.1. Hasil standarisasi kadar kurkuminoid total dari berbagai bentuk sampel umur
dan asal rimpang kunyit [7]
No.
II
III
IIII
IV
2.2
Kisaran (% B/B)
Kadar kurkuminoid
rata-rata
Kunyit segar
* Muda (8 bulan) eks Limbangan
* Tua (11 bulan) eks Limbangan
4,323 – 5,463
5,627 – 6,648
5,012 ± 0,374
6,108 ± 0,358
Kunyit Kering
* Muda (8 bulan) eks Limbangan
* Tua (11 bulan) eks Limbangan
5,423 – 5,811
7,799 – 8,452
5,609 ± 0,110
8,107 ± 0,186
7,584 – 8,484
7,133 – 9,707
7,932 ± 0,248
7,936 ± 0,940
0,158 – 0,203
0,081 – 0,106
0,100 – 0,115
0,180 ± 0,017
0,93 ± 0,009
0,108 ± 0,005
Bentuk sampel/umur/asal
Ekstrak pekat
* Eks. Produksi RG 530 A3 (SC =
21.32% b/b)
* Eks Risbang RG 610 A (SC =
23.00% b/b)
Sediaan jadi
 Alternatif formula-1
 Sediaan - 1
 Sediaan - 2
Prinsip Kerja Alat Ukur Kadar Larutan
Prinsip kerja pengukuran sampel ditunjukkan dalam Gambar 2.1. Cahaya dengan
intensitas Io yang melewati sampel yang mengandung molekul sepanjang b, sebagian
6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
cahaya tersebut akan diserap oleh molekul. Hal ini mengakibatkan intensitasnya turun
menjadi I.
Io
I
b
l
Gambar 2.1 Serapan Cahaya oleh Sampel
Kedua nilai intensitas cahaya tersebut (Io dan I) diukur dengan photodetektor.
Cahaya dengan intensitas Io, setelah melewati penyerap dengan konsentrasi c, sepanjang b,
intensitasnya akan turun menjadi I mengikuti hubungan [8], [9]:
log ( Io / I ) =  b c
(2.1)
dengan:
 adalah absorbtivitas molar (L mol-1 cm-1)
c adalah konsentrasi larutan (mol L-1)
b adalah tebal kuvet (cm)
Absorbtivitas molar merupakan konstanta yang tergantung pada jenis molekul dan panjang
gelombang. Persamaan 2.1 dapat dinyatakan dalam bentuk
log ( Io / I ) = A
(2.2)
A bc
(2.3)
dengan A: absorban (serapan)
maka persamaan 2.1 menjadi
2.3
Spektrum Cahaya
Spektrum cahaya adalah bagian dari spektrum elektromagnetik yang tampak oleh
mata manusia. Radiasi elektromagnetik dalam rentang panjang gelombang ini disebut
sebagai cahaya tampak [10]. Cahaya yang dapat dilihat oleh mata manusia adalah cahaya
dengan panjang gelombang 400–800 nm dan memiliki energi sebesar 299–149 kJ/mol [3].
Warna yang kita lihat diinterpretasikan dalam bentuk spektrum cahaya tampak.
Gambar 2.2 adalah gambaran spektrum cahaya tampak dan Tabel 2.2. memuat panjang
gelombang masing-masing
komplementernya.
spektrum
warna
cahaya
tampak
serta
warna-warna
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Gambar 2.2 Spektrum Sinar Tampak [11]
Tabel 2.2. Spektrum warna cahaya tampak dan warna-warna komplementer [3]
2.4
Panjang gelombang (nm)
400 – 435
Warna yang diserap
Ungu
Warna komplementer
Hijau kekuningan
435 – 480
Biru
Kuning
480 – 490
Biru kehijauan
Jingga
490 – 500
Hijau kebiruan
Merah
500 – 560
Hijau
Ungu kemerahan
560 – 580
Hijau kekuningan
Ungu
580 – 595
Kuning
Biru
595 – 610
Jingga
Biru kehijauan
610 – 800
Merah
Hijau kebiruan
Bagian-Bagian Spektrofotometer
2.4.1 Lampu Halogen [12]
Lampu halogen merupakan salah satu jenis lampu pijar yang di dalamnya tedapat
sebuah filamen wolfram yang disegel di dalam sampul transparan kompak yang diisi
dengan gas lembam, yaitu gas yang sukar bereaksi secara kimia, semisal helium, argon,
kripton, neon, dan xenon. Selain itu, di dalam halogen juga terdapat sedikit unsur halogen
seperti iodin atau bromin.
Putaran halogen menambah umur bola lampu dan mencegah penggelapan kaca
sampul dengan mengangkat serbuk wolfram dari bola lampu bagian dalam kembali ke
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
filamen. Lampu halogen dapat mengoperasikan filamennya pada suhu yang lebih tinggi
dari lampu pijar biasa tanpa pengurangan umur. Lampu ini memberikan efsiensi yang lebih
tinggi dari lampu pijar biasa (10 – 30 lm/W) dan juga memancarkan cahaya dengan suhu
warna yang lebih tinggi.
Fungsi halogen dalam lampu untuk membalik reaksi kimia penguapan wolfram dari
filamen. Pada lampu pijar biasa, serbuk wolfram biasanya ditimbun pada bola lampu.
Putaran halogen menjaga bola lampu bersih dan keluaran cahaya tetap konstan. Pada suhu
sedang, halogen bereaksi dengan wolfram yang menguap, halida wolfram (V) bromin yang
terbentuk dibawa berputar oleh pengisi gas lembam. Suhu keseluruhan bola lampu harus
lebih tinggi daripada lampu pijar biasa untuk membuat reaksi tersebut. Bola lampu harus
dibuat dari kuarsa leburan atau gelas dengan titik lebur tinggi seperti alumina. Karena gelas
kuarsa sangat kuat, tekanan gas dapat ditingkatkan, sehingga mengurangi laju penguapan
filamen. Wolfram yang diuapkan dari bagian filamen yang lebih panas tidak selalu
dikembalikan pada tempatnya semula, jadi bagian tertentu dari filamen menjadi sangat
tipis.
Gambar 2.3 Lampu Halogen
2.4.2 Lensa Cembung [13]
Lensa cembung bersifat mengumpulkan sinar. Lensa cembung memiliki sifat-sifat
sebagai berikut:
1. Sinar-sinar yang datang sejajar dengan sumbu utama akan dibiaskan oleh lensa
cembung melewati titik fokus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2. Sinar-sinar yang datang dari titik fokus dibiaskan sejajar dengan sumbu utama.
3. Sinar yang melewati pusat lensa (vertex) tidak akan dibiaskan melainkan diteruskan
tanpa mengalami pembiasan.
2.4.3
Prisma [14]
Prisma adalah zat bening yang dibatasi oleh dua bidang datar. Apabila seberkas
sinar datang pada salah satu bidang prisma yang kemudian disebut sebagai bidang pembias
I, akan dibiaskan mendekati garis normal sampai pada bidang pembias II, berkas sinar
tersebut akan dibiaskan menjauhi garis normal.
Pada bidang pembias I, sinar dibiaskan mendekati garis normal, sebab sinar
datang dari zat optik kurang rapat ke zat optik lebih rapat yaitu dari udara ke kaca.
Sebaliknya pada bidang pembias II, sinar dibiaskan menjahui garis normal, sebab sinar
datang dari zat optik rapat ke zat optik kurang rapat yaitu dari kaca ke udara, sehingga
seberkas sinar yang melewati sebuah prisma akan mengalami pembelokan arah dari arah
semula.
2.4.3.1 Sudut Deviasi
Gambar 2.4 Pembiasan Cahaya pada Prisma
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Gambar 2.4 menggambarkan seberkas cahaya yang melewati sebuah prisma.
Gambar tersebut memperlihatkan bahwa berkas sinar tersebut dalam prisma mengalami
dua kali pembiasan sehingga antara berkas sinar masuk ke prisma dan berkas sinar keluar
dari prisma tidak lagi sejajar.
Sudut yang dibentuk antara arah sinar datang dengan arah sinar yang
meninggalkan prisma disebut sudut deviasi dan diberi lambang D. Besarnya sudut deviasi
tergantung pada sudut datangnya sinar. Apabila sudut datangnya sinar diperkecil, maka
sudut deviasinya pun akan semakin kecil. Sudut deviasi akan mencapai minimum (Dm)
jika sudut datang cahaya ke prisma sama dengan sudut bias cahaya meninggalkan prisma.
2.4.3.2 Dispersi Cahaya
Dispersi yaitu peristiwa terurainya cahaya putih menjadi cahaya yang berwarnawarni, seperti terjadinya pelangi. Pelangi merupakan peristiwa terurainya cahaya matahari
oleh butiran-butiran air hujan. Peristiwa peruraian cahaya ini disebabkan oleh perbedaan
indeks bias dari masing-masing cahaya, di mana indeks bias cahaya merah paling kecil,
sedangkan cahaya ungu memiliki indeks bias paling besar.
Cahaya putih yang dapat terurai menjadi cahaya yang berwarna-warni disebut
cahaya polikromatik, sedangkan cahaya tunggal yang tidak bisa diuraikan lagi disebut
cahaya monokromatik. Peristiwa dispersi juga terjadi apabila seberkas cahaya putih,
misalnya cahaya matahari dilewatkan pada suatu prisma seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Dispersi Cahaya oleh Prisma
Cahaya polikromatik jika dilewatkan pada prisma akan terurai menjadi warna
merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, dan ungu. Kumpulan cahaya warna tersebut disebut
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
spektrum. Lebar spektrum yang dihasilkan oleh prisma tergantung pada selisih sudut
deviasi antara cahaya ungu dan cahaya merah yang disebut dengan sudut dispersi.
2.4.4 Kuvet
Kuvet adalah tempat sampel yang harus terbuat dari bahan yang tembus radiasi
pada panjang gelombang yang akan digunakan untuk pengukuran absorbansi. Berikut
adalah macam-macam kuvet [3]:
1.
Berdasarkan pemakaiannya ada dua macam kuvet
a. Kuvet permanen dibuat dari bahan gelas atau leburan silica
b. Kuvet dispossable dibuat dari teflon atau plastik
2.
Berdasarkan bahannya ada dua macam kuvet
a. Kuvet dari silica, dapat dipakai untuk analisis kuantitatif dan kualitatif pada daerah
pengukuran 190 – 1100 nm
b. Kuvet dari gelas, dapat dipakai untuk analisis kuantitatif dan kualitatif pada daerah
pengukuran 380 – 1100 nm, karena bahan dari gelas dapat mengabsorpsi radiasi
UV
3.
Berdasarkan penggunaannya ada dua macam kuvet
a. Kuvet bermulut sempit, untuk mengukur kadar zat alam pelarut yang mudah
menguap
b. Kuvet bermulut lebar, untuk mengukur kadar zat alam pelarut yang tidak mudah
menguap.
2.4.5 Fototransistor
Fototransistor merupakan jenis transistor bipolar yang menggunakan kontak
(junction) base-collector untuk menerima atau mendeteksi cahaya dengan gain internal
yang dapat menghasilkan sinyal analog maupun digital. Fototransistor ini akan mengubah
energi cahaya menjadi arus listrik dengan sensitivitas yang lebih tinggi dibandingkan
fotodioda, tetapi dengan waktu respon yang secara umum akan lebih lambat daripada
fotodioda. Hal ini terjadi karena transistor jenis ini mempunyai kaki basis terbuka untuk
menangkap sinar, dan elektron yang ditimbulkan oleh foton cahaya pada junction ini
diinjeksikan di bagian basis dan diperkuat di bagian kolektornya.
Pada fototransistor yang menggunakan rangkaian aktif rendah, jika kaki basis
mendapat sinar, akan timbul tegangan pada basisnya dan akan menyebabkan transistor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
berada pada daerah jenuh (saturasi). Akibatnya tegangan pada kaki kolektor akan sama
dengan ground (Vout=0 V). Sebaliknya jika kaki basis tidak mendapat sinar, tidak cukup
tegangan untuk membuat transistor jenuh, akibatnya semua arus akan dilewatkan ke
keluaran (Vout=Vcc) [15].
Gambar 2.6 Rangkaian Fototransistor [16]
2.4.6
Pengondisi Sinyal
Pengondisi sinyal adalah sistem elektronika yang bertugas mengkondisikan
sinyal dari sensor agar sesuai dengan kebutuhan sinyal untuk mikrokontroler. Tegangan
analog maksimal yang dapat diterima mikrokontroler adalah 5 V dan jika lebih dari 5 V
akan mengakibatkan mikrokontroler tidak berfungsi dengan baik atau bahkan
mengakibatkan kerusakan. Mikrokontroler dapat berkerja dengan baik apabila tegangan
analog dari sensor sudah disesuaikan dengan range tegangan yang dapat diterima
mikrokontroler yaitu berkisar antara 0 – 5 V.
2.4.6.1 Penguat Non-Inverting
Gambar 2.7 Penguat Non-Inverting [17]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
Gambar 2.7 adalah gambar sebuah rangkaian non-inverting. Penguat tersebut
dinamakan penguat non-inverting karena masukan dari penguat tersebut adalah masukan
non-inverting dari Op-amp. Besar penguatan dari penguat ini dapat dihitung dengan
menggunakan rumus:
𝑉𝑜 = 1 +
𝑅𝑓
𝑉
𝑅1 1
(2.4)
Penguatan tegangan dapat dicari dengan menggunakan rumus:
𝐴=
𝑉0
𝑉1
(2.5)
Persamaan 2.5 dapat disederhanakan menjadi:
𝐴= 1+
𝑅𝑓
𝑅1
(2.6)
Hasil tegangan output non-inverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.
2.4.6.2 IC LM741
IC (Integrated Circuit) LM741 merupakan sebuah IC Op-Amp (Operational
Amplifier) yang berfungsi sebagai penguat sinyal. IC 741 memiliki pin yang berjumlah 8
pin dan terdapat dua buah masukan yang berbeda yaitu satu buah masukan inverting dan
satu buah masukan non-inverting, serta satu buah keluaran. Pada IC ini juga terdapat dua
pin catu daya, satu pin NC (No Connection), dan dua pin offset null. Gambar 2.8
menunjukkan konfigurasi pin IC LM741.
Gambar 2.8 Konfigurasi Pin IC LM741 [18]
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
2.5
Mikrokontroler ATMega8535
2.5.1 Arsitektur dan Konfigurasi Pin ATMega8535 [19]
Mikrokontroler ATMega8535 adalah mikrokontroler berjenis RISC 8 bit dengan
delapan kilobyte flash memori, high performance dan low power. Piranti dapat diprogram
secara in-system programming (ISP) dan dapat diprogram berulang-ulang selama 10.000
kali baca / tulis di dalam sistem. Gambar 2.9 menunjukkkan konfigurasi pin dan blok
diagram ATMega8535.
Gambar 2.9 Konfigurasi Pin ATMega8535
Konfigurasi pin ATMega8535 dapat dijelaskan sebagai berikut:
1.
VCC merupakan pin masukan catu daya positif.
2.
GND merupakan pin masukan catu daya negatif (ground).
3.
AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
4.
AREF merupakan pin masukan tegangan untuk referensi ADC.
5.
XTAL 1 dan XTAL 2 merupakan pin masukan clock eksternal.
6.
RESET merupakan pin untuk me-reset mikrokontroler.
7.
PORT A merupakan pin saluran I/O dua arah dan pin masukan ADC.
8.
PORT B merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator
analog, timer / counter, dan SPI.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
9.
PORT C merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator
analog, timer oscillator, dan TWI.
10. PORT D merupakan pin saluran I/O dua arah dengan fungsi khusus seperti komparator
analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
2.5.2 Fitur-Fitur ATMega8535
1. Berperformen tinggi dan dengan konsumsi daya rendah (low power)
2. Fitur Peripheral
a. Dua Timer/Counter 8-bit dengan Separate Prescaler (sumber clock yang dapat
diatur) dan Mode pembanding
b. Satu Timer/Counter 16-bit dengan Separate Prescaler, Mode pembanding dan
Capture Mode
c. Real Time Counter dengan sumber osilator terpisah
d. Terdapat delapan saluran ADC dengan resolusi sepuluh bit ADC
e. Empat saluran Pulse Width Modulation (PWM)
f. Terdapat Two Serial Interface
g. Programmable serial USART
h. Master/Serial SPI Serial Interface
i. Programmable Watchdog Timer dengan On-Chip Oscillator
j. On-Chip Analog Comparator
3. I/O dan kemasan
a. 32 programmable saluran I/O
b. 40 pin PDIP, 44 pin TQFP, 44 PIN PLCC dan 44 pin MLF
4. Tegangan Kerja
a. 2,7 – 5,5V untuk ATMega8535L
b. 4,5 – 5,5V untuk ATMega8535
5. Kelas Kecepatan
a. 0 – 8 Mhz untuk ATMega8535L
b. 0 – 16 Mhz untuk ATMega8535
2.5.3 Analog to Digital Converter (ADC) [20]
ADC pada AVR ATMega8535 merupakan ADC 10-bit tipe Successive
Approximation, yang terhubung ke sebuah multiplekser analog yang akan memilih satu
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
dari delapan kanal. Terdapat 8 kanal ADC masing-masing selebar 10 bit. ADC dapat
digunakan dengan memberikan masukan tegangan pada port ADC yaitu port A. Dua mode
ADC yang dapat digunakan yaitu single conversion dan free running. Pada mode single
conversion, pengguna harus mengaktifkan setiap kali ADC akan digunakan, sedangkan
pada mode free running, pengguna cukup sekali mengaktifkan, sehingga ADC akan terus
mengkonversi tanpa henti.
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 – AGND. AVcc tidak boleh berbeda
± 0.3 V dari Vcc. Sinyal input ADC tidak boleh melebihi tegangan referensi. Nilai digital
sinyal input:
a. Untuk resolusi 10 bit (1024):
𝐾𝑜𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑔𝑖𝑡𝑎𝑙 =
𝑉𝑖𝑛
𝑉𝑟𝑒𝑓
× 1024
(2.7)
b. Untuk resolusi 8 bit (256):
𝑉𝑖𝑛
𝐾𝑜𝑑𝑒 𝐷𝑖𝑔𝑖𝑡𝑎𝑙 = 𝑉𝑟𝑒𝑓 × 256
2.6
(2.8)
LCD (Liquid Crystal Display) [21]
LCD adalah suatu display dari bahan cairan kristal yang pengoperasiannya
menggunakan sistem dot matriks. LCD banyak digunakan sebagai display dari alat-alat
elektronika seperti kalkulator, multitester digital, jam digital, dan sebagainya. LCD yang
digunakan adalah LCD 2x16, lebar display 2 baris 16 kolom, yang mempunyai 16 pin
konektor. LCD 2x16 ditunjukkan pada Gambar 2.10 dan fungsi pin LCD 2x16 pada Tabel
2.3.
Gambar 2.10 LCD 2x16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Tabel 2.3 Fungsi Pin LCD 2x16
2.7
Pin
1
2
3
Nama Pin
Vss
Vcc
VEE
4
RS
5
R/W
6
E
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
DB0
DB1
DB2
DB3
DB4
DB5
DB6
DB7
BPL
GND
Fungsi
Ground voltage
+5V
Contrast voltage
Register Select
0 = Instruction Register
1 = Data Register
Read/Write
0 = write mode
1 = read mode
Enable
0 = start to lacht data to LCD character
1 = disable
Data bit ke-0 (LSB)
Data bit ke-1
Data bit ke-2
Data bit ke-3
Data bit ke-4
Data bit ke-5
Data bit ke-6
Data bit ke-7 (MSB)
Back Plane Light
Ground voltage
LED (Light Emitting Diode)
LED merupakan dioda semikonduktor yang memancarkan cahaya karena
mekanisme emisi spontan. LED mengubah besaran arus menjadi besaran intensitas cahaya
dan karakteristik arus/daya pancar optik memiliki fungsi yang linear. Daya keluaran optik
LED adalah -33 dBm s/d -10 dBm. LED memiliki lebar spektral (spectral width) 30 – 50
nm pada panjang gelombang 850 nm dan 50 – 150 nm pada panjang gelombang 1300 nm
[22].
LED memiliki 2 kutub yaitu anoda dan katoda. LED akan menyala bila ada arus
listrik mengalir dari anoda menuju katoda. Pemasangan kutub LED tidak boleh terbalik
karena apabila terbalik kutubnya, LED tersebut tidak akan menyala. LED memiliki
karakteristik berbeda-beda menurut warna yang dihasilkan. Semakin tinggi arus yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
mengalir pada LED, semakin terang pula cahaya yang dihasilkan, namun perlu
diperhatikan bahwa besarnya arus yang diperbolehkan 10mA – 20mA dan pada tegangan
1,6V – 3,5 V menurut karakter warna yang dihasilkan. Apabila arus yang mengalir lebih
dari 20 mA maka LED akan terbakar, sehingga agar LED tidak terbakar perlu digunakan
resistor sebagai penghambat arus.
Gambar 2.11 LED
Tegangan kerja/jatuh tegangan pada sebuah LED menurut warna yang dihasilkan [23]:
1. Infra merah : 1,6 V
2. Merah
: 1,8 V – 2,1 V
3. Oranye
: 2,2 V
4. Kuning
: 2,4 V
5. Hijau
: 2,6 V
6. Biru
: 3,0 V – 3,5 V
7. Putih
: 3,0 – 3,6 V
8. Ultraviolet : 3,5 V
Berdasarkan hukum Ohm dapat diketahui bahwa
𝑉=𝐼∗ 𝑅
(2.9)
dengan V adalah tegangan, I adalah arus listrik, dan R adalah resistor
Apabila kita mencari nilai resistor, maka:
𝑉
𝐼
(𝑉𝑠 − 𝑉𝑑 )
𝑅=
𝐼
dengan Vs adalah tegangan sumber dan Vd adalah tegangan kerja LED.
𝑅=
2.8
(2.10)
(2.11)
Three-Terminal Voltage Regulator
Perangkat ini hanya memiliki tiga buah terminal yaitu input, output, dan ground.
Tiga contoh dari three-terminal voltage regulator adalah 7805, 7912, dan 317. Regulator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
7805 dan 7912 berasal dari keluarga 78XX dan 79XX voltage regulator. Regulator 78XX
terdiri dari regulator tegangan positif dan regulator 79XX terdiri dari regulator tegangan
negatif [24]. Dua angka terakhir adalah tipe angka yang menunjukan tegangan output. Jadi
7805 merupakan regulator 5 volt tegangan positif dan 7912 merupakan regulator 12 volt
tegangan negatif. Gambar 2.12 menunjukkan konfigurasi kaki IC regulator seri 78XX dan
79XX.
Gambar 2.12 Konfigurasi Kaki IC Regulator (78XX-Positif dan 79XX-Negatif) [25]
Berikut adalah beberapa karakteristik dari kedua seri tersebut [23]:
1. Keluaran arus maksimal 1 A
2. Pembatas arus pendek internal
3. Shutdown otomatis saat overheating
Rangkaian regulator dengan IC 78XX dan 79XX dapat bekerja jika tegangan Vinya lebih besar dari tegangan output regulator-nya. Tegangan keluaran dan tegangan
minimum yang diperlukan IC regulator seri 78XX dan 79XX masing-masing ditunjukkan
pada Tabel 2.4 dan 2.5.
Tabel 2.4 Regulator Tegangan Positif Seri 78XX [17]
IC part Tegangan keluaran (V) Tegangan masukan minimum (V)
7805
+5
7,3
7806
+6
8,3
7808
+8
10,5
7810
+10
12,5
7812
+12
14,6
7815
+15
17,7
7818
+18
21,0
7824
+24
27,1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Tabel 2.5 Regulator Tegangan Negatif Seri 79XX [17]
IC part Tegangan keluaran (V) Tegangan masukan minimum (V)
7905
-5
-7,3
7906
-6
-8,3
7908
-8
-10,5
7909
-9
-11,5
7912
-12
-14,6
7915
-15
-17,7
7918
-18
-20,8
7924
-24
-27,1
Gambar 2.13 memperlihatkan IC 7812 yang terhubung untuk menghasilkan
tegangan regulasi +12 volt. Tegangan masukan Vi difilter oleh kapasitor C1 dan
dihubungkan ke terminal IN IC. Terminal OUT IC menghasilkan tegangan regulasi +12
volt yang difilter oleh kapasitor C2. Terminal IC yang ketiga dihubungkan ke ground
(GND).
Gambar 2.13 Rangkaian Regulator Tegangan +12 volt [17]
Nilai kapasitor C1 dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut:
𝐶1 =
𝐼𝑑𝑐
4 3 ∗ 𝑓 ∗ 𝑉𝑟 (𝑟𝑚𝑠)
(2.12)
dengan:
𝐶1 dalam Farad (F)
𝐼𝑑𝑐 merupakan arus beban dalam Ampere
f adalah frekuensi dalam Hz
𝑉𝑟 (𝑟𝑚𝑠) merupakan tegangan ripple rms dalam volt
di mana 𝑉𝑟 (𝑟𝑚𝑠) dapat dicari dengan menggunakan rumus:
𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 =
𝑉𝑟 (𝑝 − 𝑝)
2 3
(2.13)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
dengan 𝑉𝑟 (𝑝 − 𝑝) adalah tegangan ripple peak to peak yang merupakan selisih antara
tegangan masukan regulator dengan tegangan masukan minimum IC regulator yang
digunakan atau dapat dirumuskan sebagai berikut:
𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝 = 𝑉𝑚 − 𝑉𝑚𝑖𝑛
(2.14)
dengan:
𝑉𝑚
adalah tegangan masukan regulator dalam volt
𝑉𝑚𝑖𝑛 adalah tegangan masukan minimum IC regulator dalam volt
Apabila tegangan masukan regulator berasal dari tegangan AC yang kemudian
disearahkan menggunakan dioda, nilai 𝑉𝑚 dicari menggunakan persamaan:
𝑉𝑚 = 𝑉𝑎𝑐 2 − 1,4
(2.15)
dengan 𝑉𝑎𝑐 merupakan nilai tegangan AC yang sudah diturunkan menggunakan trafo stepdown (volt) dan adanya nilai 1,4 karena menggunakan dioda sebagai penyearah.
2.9
Regresi Linear
Secara garis besar, regresi merupakan suatu metode statistik yang biasa digunakan
untuk mencari persamaan kurva linear. Terdapat dua rumus utama dalam penentuan garis
singgung linear ini yaitu:
1. Pencarian besar slope b [26]
Dalam hal ini rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:
𝑏=
𝑁  𝑥𝑖 𝑦𝑖 −  𝑥𝑖  𝑦𝑖
𝑁 𝑥𝑖 2 −  𝑥𝑖 2
(2.16)
Berdasarkan rumus di atas dapat diterangkan bahwa untuk mencari besarnya nilai
slope b maka diperlukan beberapa nilai variabel diantaranya variabel N sebagai banyak
data, variabel 𝑥𝑖 sebagai deretan data pada sumbu x dan variabel 𝑦𝑖 sebagai deretan data
pada sumbu y.
2. Pencarian besar intercept a [26]
Rumus umum yang digunakan untuk mencari besar nilai intercept a adalah
sebagai berikut:
𝑎 = 𝑦 − 𝑏𝑥
(2.17)
dengan 𝑦 merupakan rata-rata dari deretan data pada sumbu y dan 𝑥 merupakan
rata-rata dari deretan data pada sumbu x.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Sehingga persamaan least squares regression line dapat dicari dengan persamaan
berikut:
𝑦 = 𝑏𝑥 + 𝑎
(2.18)
dengan a merupakan konstanta intercept, b merupakan slope, 𝑦 merupakan variabel
terikat, 𝑥 merupakan variabel bebas. Lambang 𝑦 digunakan untuk membedakan antara
nilai ramalan yang dihasilkan garis regresi dengan nilai data y yang sesungguhnya untuk
nilai x tertentu.
2.10 Ukuran Pemusatan
Nilai tunggal yang mewakili semua data atau kumpulan pengamatan dimana nilai
tersebut menunjukkan pusat data disebut ukuran pemusatan. Rata-rata hitung (mean)
adalah salah satu ukuran pemusatan yang banyak digunakan. Rata-rata hitung merupakan
jumlah dari seluruh nilai data dibagi dengan banyaknya data [26] atau dapat dirumuskan
sebagai berikut:
𝑥1 + 𝑥2 + 𝑥3 + 𝑥4 + ⋯ + 𝑥𝑛
𝑛
 𝑥𝑖
𝑥=
𝑛
𝑥=
(2.19)
(2.20)
dengan 𝑥 adalah rata-rata hitung,  𝑥𝑖 merupakan jumlah dari seluruh nilai data, dan n
adalah banyaknya data.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB III
RANCANGAN PENELITIAN
3.1
Arsitektur Sistem
Perancangan ini terdiri dari dua sistem, yaitu subsistem hardware dan subsistem
software. Subsistem hardware terdiri dari rangkaian sensor cahaya, pengondisi sinyal
untuk menguatkan keluaran sensor cahaya, minimum sistem untuk mikrokontroler
ATMega8535, LCD character, tombol push-on, dan LED indikator, sedangkan untuk
subsistem software, berhubungan dengan program yang akan digunakan untuk
menjalankan sistem ini. Arsitektur umum dari sistem ini ditunjukkan pada Gambar 3.1.
Sumber Cahaya
Polikromatis
Lensa
Cembung
Monokromator
berbasis prisma
Kuvet
Mikrokontroler
Pengondisi
Sinyal
Sensor
Cahaya
(Visible)
Tombol
push-on
LCD
character
LED
Indikator
Tombol
on-off
Gambar 3.1 Arsitektur Umum
Penjelasan Sistem
Sistem akan diaktifkan dengan menggunakan tombol on-off. Kemudian, sumber
cahaya polikromatis berupa lampu halogen yang sudah melewati sebuah celah sempit akan
memancarkan berkas cahaya ke lensa cembung untuk difokuskan. Cahaya yang sudah
difokuskan oleh lensa cembung akan masuk ke monokromator prisma. Cahaya yang
24
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
dikeluarkan dari monokromator prisma berupa cahaya monokromatis. Cahaya ini akan
melewati sebuah celah sempit agar sinar dengan panjang gelombang warna ungu saja yang
boleh melewati celah. Cahaya monokromatis akan mengenai senyawa yang terletak di
dalam kuvet. Suatu cahaya apabila dilewatkan pada suatu bahan maka intensitas cahaya
yang diterima oleh fototransistor akan lebih kecil daripada ketika cahaya tersebut langsung
diterima oleh fototransistor.
Pada awalnya mikrokontroler menerima tegangan dari fototransistor ketika tidak
ada kuvet di antara sumber cahaya dan fototransistor. Kemudian larutan yang mengandung
kurkumin diletakkan di antara sumber cahaya dan fototransistor. Mikrokontroler akan
melakukan pengukuran kedua setelah tombol push-on ditekan dan LED indikator proses
pengukuran akan menyala secara berkedip-kedip. Cahaya yang menembus senyawa dalam
kuvet akan diterima oleh fototransistor. Tegangan keluaran fototransistor akan dikuatkan
oleh pengondisi sinyal. Kemudian tegangan keluaran pengondisi sinyal akan masuk ke
ADC mikrokontroler. Perbedaan tegangan antara sebelum dan sesudah diletakkan larutan
kunyit inilah yang merupakan nilai absorban yang akan dikalibrasi dengan menggunakan
spektrofotometer standar dan didapatkan nilai y. Kemudian, melalui persamaan kurva baku
y=bx+a yang didapatkan melalui persamaan 2.18 akan diperoleh variabel a dan b.
Pembuatan kurva baku merupakan hal pokok yang akan dipakai untuk menentukan
konsentrasi larutan sampel berdasarkan perbandingan penyerapan sinar oleh larutan
sampel. Kurva baku ini diukur dengan menggunakan spektrofotometer standar. Nilai b dan
a yang diperoleh pada kurva baku tersebut, kemudian disimpan dalam mikrokontroler alat
yang akan dibuat. Setelah diperolehnya nilai y dan nilai variabel a dan b, akan diperoleh
besar kadar kurkumin pada larutan (x) sesuai persamaan kurva baku. Data-data hasil
pengukuran berupa nilai tegangan keluaran pengukuran yang pertama dan kedua, nilai
absorban (y), nilai kadar kurkumin (x) dalam μg ml, dan nilai kadar kurkumin dalam
persentase (% 𝑏/𝑏) akan ditampilkan pada LCD character.
Proses Pengukuran
Proses pengukuran akan dilakukan dalam dua tahap, yaitu:
a.
Pengukuran tanpa kuvet.
Saat tombol on-off ditekan, sistem akan aktif dan melakukan pengukuran yang
pertama dengan kondisi tidak ada kuvet di antara sumber cahaya dan fototransistor.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Tahap ini berfungsi untuk mendapatkan tegangan keluaran fototransistor yang
terbesar.
b.
Pengukuran larutan kunyit.
Saat tombol push-on ditekan, sistem akan melakukan pengukuran yang kedua dengan
kondisi kuvet yang sudah diisi oleh larutan kunyit. Tahap ini merupakan tahap terakhir
dari proses pengukuran. Tahap ini akan mendapatkan tegangan keluaran fototransistor
yang kedua.
Semua hasil pengukuran akan ditampilkan pada LCD dan disimpan di dalam
mikrokontroler. Setelah itu, dicari absorban/serapan yang merupakan selisih tegangan
pengukuran pertama dan kedua. Selisih tegangan ini merupakan besar serapan cahaya yang
akan dikalibrasi dengan spektrofotometer standar. Selanjutnya akan dicari besar kadar
kurkumin dan diubah menjadi persentase kadar kurkumin lalu ditampilkan ke LCD
character.
3.2
Perancangan Subsistem Hardware
3.2.1 Perancangan Mekanik
Semua subsistem hardware akan diletakkan pada sebuah kotak dengan ukuran
dimensi 40x35x14 cm. Tampilan desain mekanik alat tampak luar, tampak dalam, tampak
depan, dan tampak atas masing-masing ditunjukkan pada Gambar 3.2, 3.3, 3.4, dan 3.5.
Gambar 3.2 Desain Mekanik Alat Tampak Luar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Gambar 3.3 Desain Mekanik Alat Tampak Dalam
Gambar 3.4 Desain Mekanik Alat Tampak Depan
Gambar 3.5 Desain Mekanik Alat Tampak Atas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
Subsistem hardware yang terdiri dari lampu halogen, lensa cembung, prisma,
kuvet, dan fototransistor akan diletakkan sedemikan rupa seperti Gambar 3.5. Jarak antara
satu bagian ke bagian yang lain sudah dirancang melalui percobaan agar didapatkan berkas
sinar yang diinginkan dan dapat diterima dengan baik oleh fototransistor. Berikut jarak
antara satu bagian hardware ke hardware yang lain:
a.
halogen – lensa cembung : 5 cm
b.
lensa cembung – prisma : 7 cm
c.
prisma – kuvet
: 10 cm
d.
kuvet – fototransistor
: 8 cm
Posisi prisma juga akan dibuat tetap dengan kemiringan sebesar 45o agar dapat
dihasilkan berkas sinar yang paling jelas terlihat. Posisi prisma ini didapat berdasarkan
percobaan yang telah dilakukan.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dengan posisi hardware yang telah
ditentukan sebelumnya, diperoleh gambaran berkas cahaya yang merupakan alur proses
terjadinya perubahan cahaya polikromatis menjadi cahaya monokromatis dan hanya
spektrum warna ungu saja yang akan dilewatkan ke kuvet larutan kunyit melalui celah
sempit seperti Gambar 3.6.
Gambar 3.6 Alur Proses Berkas Cahaya yang Terjadi
3.2.2 Perancangan Sensor Cahaya
Pada perancangan tugas akhir ini fototransistor tipe BP 103 akan digunakan sebagai
sensor cahaya. Fototransistor tipe ini mempunyai kesensitifan untuk menangkap panjang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
gelombang dari rentang 420nm – 1130nm [27], sehingga dapat diaplikasikan untuk
mengukur kurkumin yang mempunyai rentang panjang gelombang 420nm [6].
Prinsip kerja rangkaian sensor cahaya ini adalah aktif tinggi yaitu apabila cahaya
langsung mengenai fototransistor tanpa ada halangan, tegangan keluaran akan sama
dengan Vcc. Sebaliknya, jika cahaya tidak mengenai fototransistor, tegangan keluaran
akan sama dengan 0 volt. Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini
adalah sebesar +5 volt. Rangkaian sensor cahaya ditunjukkan pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Rangkaian Sensor Cahaya
3.2.3 Perancangan Pengondisi Sinyal
Pengondisi sinyal merupakan suatu rangkaian yang bertugas mengkondisikan
keluaran dari fototransistor agar sesuai dengan kebutuhan sinyal untuk mikrokontroler. Hal
ini dikarenakan keluaran dari fototransistor cukup kecil sehingga perlu dikuatkan terlebih
dulu agar dapat diterima dengan baik oleh mikrokontroler.
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan data hasil pengukuran
keluaran fototransistor dengan keadaan tanpa kuvet dan kuvet berisikan larutan kurkumin
dengan konsentrasi 1 μg ml, 2 μg ml, 3 μg ml, 4 μg ml, dan 5 μg ml. Masing-masing
pengukuran terdapat 10 data yang kemudian dirata-rata untuk mendapatkan nilai tegangan
keluaran fototransistor yang lebih akurat. Persamaan 2.20 akan digunakan untuk mencari
nilai rata-rata pengukuran dengan x adalah nilai tegangan keluaran fototransistor dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
banyaknya data adalah 10. Hasil pengukuran keluaran fototransistor dengan keadaan tanpa
kuvet dapat dilihat pada Tabel 3.1.
Tabel 3.1 Tegangan keluaran fototransistor tanpa kuvet
No. Vout fototransistor tanpa kuvet (V)
1
0,247
2
0,249
3
0,248
4
0,249
5
0,247
6
0,248
7
0,249
8
0,250
9
0,251
10
0,251
0,249
𝑥
Hasil pengukuran keluaran fototransistor dengan keadaan kuvet berisikan larutan kurkumin
dengan konsentrasi 1 μg ml, 2 μg ml, 3 μg ml, 4 μg ml, dan 5 μg ml dapat dilihat pada
Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Tegangan keluaran fototransistor dengan larutan kurkumin
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
𝑥
Vout fototransistor dengan larutan kurkumin (V)
1 𝛍𝐠 𝐦𝐥 2 𝛍𝐠 𝐦𝐥 3 𝛍𝐠 𝐦𝐥 4 𝛍𝐠 𝐦𝐥 5 𝛍𝐠 𝐦𝐥
0,194
0,178
0,167
0,154
0,145
0,195
0,179
0,165
0,157
0,147
0,183
0.180
0,168
0,160
0,144
0,194
0,178
0,167
0,161
0,146
0,187
0,180
0,168
0,160
0,143
0,188
0,177
0,171
0,161
0,142
0,198
0,175
0,173
0,159
0,141
0,199
0,179
0,174
0,157
0,142
0,189
0,181
0,166
0,160
0,140
0,192
0,182
0,167
0,161
0,145
0,192
0,179
0,169
0,159
0,144
Grafik hubungan kadar larutan kurkumin (μg ml) dengan rata-rata tegangan
keluaran fototransistor ditunjukkan pada Gambar 3.8.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Vout fototransistor
(V)
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
0
2
4
6
μg/ml
Gambar 3.8 Grafik Hubungan Kadar Larutan Kurkumin dengan Rata-Rata Vout
Fototransistor
Berdasarkan data pengukuran, diketahui bahwa nilai tegangan keluaran
fototransistor tanpa kuvet sebesar 0,249 volt. Tegangan ini akan dikuatkan menjadi 5 volt,
sehingga dengan menggunakan persamaan 2.5 didapatkan penguatan tegangan sebesar 20
kali.
𝐴=
5
= 20,08  20
0,249
Penguatan 20 kali ini kemudian digunakan untuk menghitung nilai keluaran
tegangan pengondisi sinyal yang diinginkan. Hasil perhitungan nilai keluaran pengondisi
sinyal dapat dilihat pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Tegangan keluaran pengondisi sinyal
No. Vout fototransistor (V) Vout pengondisi sinyal (V)
1
0,249
5,00
2
0,192
3,84
3
0,179
3,58
4
0,169
3,38
5
0,159
3,18
6
0,144
2,88
Pengondisi sinyal yang akan dirancang menggunakan non-inverting amplifier.
Persamaan 2.6 akan digunakan untuk menghitung nilai-nilai resistor yang diperlukan.
Berdasarkan data di atas diketahui bahwa nilai penguatan tegangan yang didapat sebesar
20 kali, sehingga
20 = 1 +
𝑅𝑓
𝑅1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
𝑅𝑓
= 19
𝑅1
Kemudian dapat ditentukan nilai 𝑅1 = 1 kΩ dan 𝑅𝑓 = 19 kΩ. Nilai 𝑅𝑓 = 19 kΩ tidak ada
di pasaran, sehingga digunakan resistor 18 kΩ yang diseri dengan resistor 1 kΩ .
Rangkaian pengondisi sinyal ini ditunjukkan pada Gambar 3.9. Tegangan yang diperlukan
untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +12 volt dan -12 volt.
Gambar 3.9 Rangkaian Pengondisi Sinyal
Hasil simulasi Gambar 3.9 dengan Vin sebesar 0,192 volt ditunjukkan pada Gambar 3.10.
0.192
Vin
192m
VC
12
vo
X1
VE
-12
3.84
Rf1
18k
383.961m
191.981m
R1
1k
Rf2
1k
Gambar 3.10 Hasil simulasi Vout Pengondisi Sinyal
3.2.4 Perancangan Input-Output Sistem Mikrokontroler ATMega8535
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki empat port yang masing-masing memiliki
delapan pin. Berdasarkan arsitektur sistem pada Gambar 3.1, dapat ditentukan port input
dan port output seperti pada Tabel 3.4.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Tabel 3.4 Konfigurasi port mikrokontroler yang akan digunakan
Fungsi
INPUT
OUTPUT
Hardware
Output Pengondisi Sinyal
Tombol Push-On
LCD character 2x16
LED Indikator
PORT yang digunakan
PORTA.0
PORTD.0
PORTB.0 – PORTB.7
PORTD.1
Gambar 3.11 menunjukkan port input dan port output yang akan dirancang pada
sistem mikrokontroler ATMega8535.
Gambar 3.11 Port Input dan Port Output yang Akan Dirancang
Pada rangkaian 3.11 terdapat tombol push-button yang berfungsi untuk mereset
keadaan mikrokontroler. Sistem pada mikrokontroler akan mereset bila pin reset mendapat
logika 0. Pin reset dihubungkan dengan resistor (R1) yang terhubung ke VCC dan
kapasitor (C3) yang terhubung ke ground.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
3.2.5 Perancangan LCD Character
LCD character akan digunakan untuk menampilkan nilai tegangan keluaran
pengukuran yang pertama dan kedua, nilai absorban kedua pengukuran, nilai kadar
kurkumin dalam μg ml, dan nilai kadar kurkumin dalam % 𝑏/𝑏. LCD yang digunakan
adalah LCD 2x16 yang memiliki tipe LMB162AFC. LCD bertipe ini memungkinkan
pemrogram untuk mengoperasikan komunikasi data secara 8 bit atau 4 bit. Jika
menggunakan jalur data 4 bit, akan ada 7 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 4 untuk jalur
data). Jika menggunakan jalur data 8 bit, akan ada 11 jalur data (3 untuk jalur kontrol dan 8
untuk jalur data). Tiga jalur kontrol ke LCD ini adalah EN (Enable), RS (Register Select),
dan R/W (Read/Write).
Rangkaian LCD character mode 4 bit ditunjukkan pada Gambar 3.12. Tegangan
yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5 volt. Pengaturan
kontras LCD character menggunakan resistor variabel sebesar 10 kΩ.
Gambar 3.12 Rangkaian LCD Character [21]
3.2.6 Perancangan Tombol Push-On
Tombol push-on akan digunakan sebagai tombol untuk mengaktifkan pengukuran
kuvet larutan kunyit. Prinsip kerja rangkaian adalah aktif rendah. Ketika tombol tidak
ditekan, output berlogika 1 (HIGH) dan ketika tombol ditekan, output berlogika 0 (LOW).
PORTD.0 merupakan port yang dikonfigurasi sebagai input dan internal pull up resistor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
akan diaktifkan yang berarti input IC secara default berlogika satu dan jika tombol ditekan,
input akan terhubung langsung dengan ground dan mendapat logika nol.
Rangkaian tombol push-on ditunjukkan pada Gambar 3.13.
Gambar 3.13 Rangkaian Tombol Push-On
3.2.7 Perancangan LED Indikator
Pada perancangan tugas akhir ini juga akan ditambahkan rangkaian LED sebagai
indikator kerja mikrokontroler. LED indikator ini sudah aktif saat tombol on-off ditekan.
Akan tetapi, saat tombol push-on ditekan, LED indikator akan menyala secara berkedipkedip sebagai tanda bahwa mikrokontroler sedang melakukan proses pengukuran yang
kedua. Setelah itu, LED indikator akan kembali menyala dengan normal. Port yang
digunakan untuk menampilkan LED indikator yaitu pada PORTD.1.
Tegangan yang diperlukan untuk mengaktifkan rangkaian ini adalah sebesar +5
volt. Perhitungan nilai resistor yang digunakan adalah sebagai berikut:
Warna LED yang digunakan adalah hijau yang mempunyai tegangan bias maju sebesar
+2,6 volt dan arus yang diperbolehkan antara 10mA – 20mA. Persamaan 2.11 akan
digunakan untuk mencari nilai resistor, sehingga
𝑅=
5 − 2,6
10 𝑚
𝑅 = 240 Ω
Resistor 240 Ω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 220 Ω . Rangkaian LED
indikator ditunjukkan pada Gambar 3.14. Prinsip kerja rangkaian ini adalah LED akan
menyala saat PORTD.1 bernilai 0.
Gambar 3.14 Rangkaian LED Indikator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.2.8 Perancangan Catu Daya
Catu daya digunakan untuk memberikan suplai tegangan ke seluruh sistem hadware
alat. Rangkaian catu daya yang digunakan menghasilkan tegangan catu sebesar +12 volt,
-12 volt, dan +5 volt. Rangkaian catu daya memperoleh sumber tegangan dari jala-jala
listrik PLN. Tegangan AC 220 volt harus diturunkan terlebih dahulu melalui trafo 2 A.
Penurunan tegangan menjadi sekitar 15 volt. Tegangan AC tersebut kemudian disearahkan
oleh dioda bridge, sehingga menghasilkan gelombang penuh.
Pengatur tegangan yaitu IC LM7812, LM7912, dan LM7805 digunakan untuk
menghasilkan tegangan keluaran sebesar +12 volt, -12 volt, dan +5 volt. Rangkaian catu
daya +12 volt, -12 volt, dan +5 volt dapat dilihat pada Gambar 3.15.
Nilai kapasitor C1 dihitung dengan menggunakan persamaan 2.12, dengan Idc
sebesar 1 A dan frekuensi 50 Hz. Nilai 𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 dihitung menggunakan persamaan 2.13,
𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝
dihitung mengggunakan persamaan 2.14, dan 𝑉𝑚 dihitung menggunakan
persamaan 2.15. Berikut perhitungan yang dilakukan untuk mencari nilai kapasitor C1.
a. LM7812
 𝑉𝑚 = 15 2 − 1,4
𝑉𝑚 = 19,81 V
 𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝 = 19,81 − 14,6
𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝 = 5,21 V
 𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 =
5,21
2 3
𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 = 1,50 V
 𝐶1 =
1
4 3∗50∗1,50
𝐶1 = 1,925 𝑚𝐹
𝐶1 = 1925 𝜇𝐹
Kapasitor C1 1925 μF tidak ada di pasaran, sehingga digunakan kapasitor 2200 μF.
b. LM7805
 𝑉𝑚 = 15 2 − 1,4
𝑉𝑚 = 19,81 V
 𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝 = 19,81 − 7,3
𝑉𝑟 𝑝 − 𝑝 = 12,51 V
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
 𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 =
12,51
2 3
𝑉𝑟 𝑟𝑚𝑠 = 3,61 V
 𝐶2 =
1
4 3∗50∗3,61
𝐶2 = 0,7997 𝑚𝐹
𝐶2 = 799,7 𝜇𝐹
Kapasitor C2 799,7 μF tidak ada di pasaran, sehingga digunakan kapasitor 1000 μF. Nilai
kapasitor C1 dan C2 merupakan nilai kapasitor minimum yang dibutuhkan oleh rangkaian
regulator yang akan dirancang, sehingga digunakan kapasitor yang lebih besar. Semakin
besar nilai kapasitansi C, nilai tegangan ripple juga akan semakin kecil.
Nilai R1 dihitung menggunakan persamaan 2.11 dengan nilai Vd sebesar 3,5 V dan
I-nya 10 mA.
𝑅=
12 − 3,5
10 𝑚
𝑅 = 850 Ω
Resistor 850 Ω tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 820 Ω . Nilai kapasitor
C4 disesuaikan dengan datasheet yaitu sebesar 0,1uF atau 100nF.
Gambar 3.15 Rangkaian Catu Daya +5 volt, +12 volt, dan -12 volt
3.3
Perancangan Subsistem Software
Pada awalnya nilai a dan b yang merupakan nilai konstanta yang didapat dari
persamaan kurva baku dan nilai absorban standar (y) yang diukur menggunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
spektrofotometer standar sudah disimpan di dalam mikrokontroler. Program ini akan
dijalankan setelah tombol on-off sistem ditekan dan melakukan pengukuran yang pertama.
Setelah tombol push-on ditekan, mikrokontroler akan melakukan pengukuran yang kedua.
Nilai kadar kurkumin (x) yang dihitung sudah dalam μg ml. Gambar 3.16 menunjukkan
flowchart dari program sistem yang akan dibuat.
A
Mulai
Tampilkan di LCD
Inisialisasi mikrokontroler:
PA
= ADC
PB
= LCD character
PD.0 = Tombol push-on
PD.1 = LED indikator
nilai a dan b yang didapat
dari persamaan kurva baku
LED indikator menyala normal
Menghitung nilai absorban
(𝑦 = y1-y2 )
LED indikator menyala normal
Ubah 𝑦 tegangan ke
𝑦 absorban standar
Ukur tegangan keluaran
pengondisi sinyal tanpa kuvet
dan simpan sebagai variabel y1
Tampilkan di LCD
Menghitung besar
kadar kurkumin
pada larutan (x)
Tampilkan di LCD
Tombol push-on
ditekan?
T
Tunggu
Y
𝑥=
𝑦−𝑎
𝑏
Tampilkan di LCD
LED indikator menyala berkedip-kedip
Ubah x ke %
Ukur tegangan keluaran pengondisi
sinyal kuvet larutan dan simpan sebagai
variabel y2
Tampilkan di LCD
A
Selesai
Gambar 3.16 Flowchart Program Utama
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
3.4
Perancangan Tampilan LCD Character
Tegangan keluaran yang didapatkan dari pengukuran pertama dan kedua akan
ditampilkan di LCD character. Setelah itu, LCD akan menampilkan bahwa proses
pengukuran sudah selesai dilakukan. Kemudian, LCD akan menampilkan nilai absorban
yang merupakan selisih tegangan pengukuran pertama dan kedua. Selain itu, LCD juga
akan menampilkan nilai absorban yang sudah dikalibrasi dengan spektrofotometer standar.
Terakhir LCD akan menampilkan nilai kadar kurkumin dalam μg ml dan persentasenya.
Berikut adalah alur proses tampilan LCD character yang akan dirancang:
Teg. keluaran
pertama = V
Pengukuran
pertama selesai
Masukkan kuvet
larutan kunyit
Teg. keluaran
kedua = V
% kadar kurkumin
=
% b/b
Kadar Kurkumin
= ug ml
Absorban=
Absorban=
V
Pengukuran
kedua selesai
Gambar 3.17 Tampilan LCD Character
3.5
Perhitungan Nilai ADC
Mikrokontroler ATMega8535 memiliki 8 kanal ADC masing-masing mempunyai
resolusi 10 bit. ADC mikrokontroler ATMega8535 terletak di PORTA. ADC yang
digunakan pada perancangan ini memiliki tegangan masukan +5 volt yang diambil dari pin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
AVCC dan tegangan referensi +5 volt yang diambil dari pin AREF. Resolusi yang
digunakan pada perancangan ini adalah 10 bit.
Contoh : Tegangan masukan dari sensor sebesar 2,88 volt, tegangan referensi sebesar 5
volt dan resolusi yang digunakan 10 bit. Nilai ADC yang akan dihasilkan adalah
590.
𝑉𝑖𝑛
𝑁𝑖𝑙𝑎𝑖 𝐴𝐷𝐶 = 𝑉𝑟𝑒𝑓 × 1024
=
2.88
5
× 1024
= 589,824  590
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisi gambar fisik hardware yang dibuat, pembahasan tentang perbagian
hardware, hasil pengujian rangkaian, hasil pengambilan data, pembahasan tentang data
yang diperoleh, dan pembahasan tentang program yang digunakan di mikrokontroler. Data
yang akan dibahas terdiri dari data hasil pengukuran kadar kurkumin dan pengujian tiap
bagian hardware. Hasil pengujian berupa data-data yang diperoleh dapat memperlihatkan
bahwa hardware atau software yang dirancang telah bekerja dengan baik atau tidak.
Berdasarkan data-data tersebut dapat dilakukan analisis terhadap proses kerja alat yang
kemudian dapat digunakan untuk menarik kesimpulan akhir.
4.1
Gambar Fisik Hardware
Subsistem hardware terbagi menjadi dua. Pertama mekanik alat dan kedua
subsistem elektronik alat.
4.1.1 Mekanik
Perancangan yang dibuat sedikit berbeda dengan Gambar 3.5. Hal ini dikarenakan
rancangan yang dibuat pada Gambar 3.5 belum memperhatikan posisi kesejajaran dan arah
pembiasan sinar, sehingga pada pembuatan mekanik alat terjadi perubahan pada posisi
kuvet dan sensor cahaya. Gambar arah berkas pembiasan sinar yang terjadi ditunjukkan
pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Arah Berkas Pembiasan Sinar
41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Gambar hasil perancangan alat tampak dalam diperlihatkan pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Hasil Perancangan Alat Tampak Dalam
Keterangan Gambar 4.2:
1. Kipas DC +12 volt
2. Lampu halogen +12 volt
3. Celah sempit
4. Lensa cembung
5. Prisma
6. Dudukan kuvet
7. Sensor penerima cahaya
8. Potensiometer 250 KΩ
9. Rangkaian sistem minimum mikrokontroler
10. Rangkaian pengondisi sinyal
11. Trafo 2 A
12. Rangkaian catu daya ±12 volt dan +5 volt
13. Tombol pengulangan
14. Tombol push-on
15. Rangkaian LCD character dan LED indikator
16. Rangkaian konektor kipas DC +12 volt
17. Rangkaian konektor lampu halogen +12 volt
18. Catu daya untuk lampu halogen +12 volt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Perubahan ini menyebabkan tampilan luar alat juga berbeda dengan yang dirancang
pada Gambar 3.2. Hasil perancangan tampilan luar alat mengalami perubahan pada posisi
LCD, tombol push-on, dan tombol on-off. Selain itu, juga terdapat tambahan tombol
pengulangan. Hasil perancangan alat tampak luar diperlihatkan pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Hasil Perancangan Alat Tampak Luar
Keterangan Gambar 4.3:
1. Penutup kuvet
2. Tombol on-off
3. Konektor AC 220 volt
4. Tombol pengulangan
5. Tombol push-on
6. LCD character
4.1.2 Subsistem Elektronik
Subsistem elektronik alat terdiri atas rangkaian sensor cahaya, rangkaian
pengondisi sinyal (penguat), rangkaian sistem minimum mikrokontroler, LCD character,
LED indikator, dan catu daya. Selain itu, juga terdapat tombol push-on dan ditambah
dengan tombol pengulangan. Tombol pengulangan akan digunakan sebagai tombol untuk
mengaktifkan pengulangan sistem pengukuran kadar kurkumin dari awal proses
pengukuran. Prinsip kerja rangkaian adalah aktif rendah dan PORTD.2 merupakan port
yang dikonfigurasi sebagai input dan internal pull up resistor diaktifkan yang berarti input
IC secara default berlogika satu dan jika tombol ditekan, input akan terhubung langsung
dengan ground dan mendapat logika nol.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Rangkaian sensor cahaya yang dibuat berbeda dengan yang sudah dirancang pada
bab III. Gambar 3.7 memperlihatkan bahwa resistor yang digunakan dibuat tetap sebesar
10 KΩ, namun karena arus yang mengalir pada emitter fototransistor kecil, tegangan
keluaran fototransistor yang dihasilkan juga kecil. Pengujian terhadap rangkaian sensor ini
pada alat spektrofotometer menghasilkan tegangan keluaran sebesar 25 mV saat kondisi
tidak terhalang benda dan 4 mV saat kondisi terhalang benda.
Kemudian potensiometer sebesar 250 KΩ digunakan untuk mengatur tingkat
kesensitifan fototransistor. Potensiometer kemudian diatur agar tegangan keluaran
fototransistor yang dihasilkan hanya sebesar 0,4 volt saja untuk menghindari tingkat noise
yang besar. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, didapatkan besar potensiometer
sebesar 85 KΩ dengan tegangan keluaran sebesar 0,4 volt saat kondisi tidak terhalang
benda dan 8,2 mV saat kondisi terhalang benda. Rangkaian sensor cahaya ini ditunjukkan
pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Cahaya
Rangkaian pengondisi sinyal (penguat) yang dibuat juga berbeda dengan yang
sudah dirancang pada bab III. Tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan setelah
menggunakan potensiometer mempunyai rentang antara 0,4 volt – 8,2 mV, sehingga agar
tegangan keluaran fototransistor yang dihasilkan mempunyai rentang antara 4 volt – 0,082
volt, penguatan tegangan dibuat sebesar 10 kali. Pengondisi sinyal yang dirancang
menggunakan non-inverting amplifier dengan nilai 𝑅1 = 1 kΩ dan 𝑅𝑓 = 9 kΩ. Nilai 𝑅𝑓
sebesar 9 kΩ tidak ada di pasaran, sehingga digunakan resistor 6,8 kΩ yang diseri dengan
resistor 2,2 kΩ. Rangkaian pengondisi sinyal ditunjukkan pada Gambar 4.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Gambar 4.5 Rangkaian Pengondisi Sinyal
Rangkaian sistem minimum mikrokontroler, LCD character, LED indikator, dan
catu daya masing-masing ditunjukkan pada Gambar 4.6, 4.7, dan 4.8.
Gambar 4.6 Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler
Keterangan Gambar 4.6:
1. Output +5 volt
2. Gnd
3. Port A.0 – A.7
4. Port C.0 – C.7
5. Port untuk downloader
6. Port B.0 – B.7
7. Port D.0 – D.7
8. Input +12 volt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Gambar 4.7 Rangkaian LCD Character dan LED Indikator
Gambar 4.8 Rangkaian Catu Daya
Keterangan Gambar 4.8:
1. Input trafo 2 A
2. IC LM7812
3. IC LM7912
4. IC LM7805
5. Konektor +12 volt
6. Konektor -12 volt
7. Konektor +5 volt
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
Keluaran arus rangkaian ini maksimal 1 A, sehingga hanya digunakan untuk
menyuplai rangkaian yang tidak memerlukan kebutuhan arus yang besar seperti
fototransistor, pengondisi sinyal, sistem minimum mikrokontroler, dan LCD character.
Lampu halogen yang memerlukan kebutuhan arus yang besar menggunakan catu daya
water dispenser power supply PCB main controller board electronic cooling water
dispensers for drinking trough fountain Sh6429A Sh6429 dengan keluaran catu daya
sebesar +12 volt 6 A [28]. Akan tetapi, tegangan keluaran awal rangkaian ini saat diuji
hanya sebesar +10,2 volt. Hal ini dikarenakan pada bagian konektor NTC belum terpasang
sensor suhu NTC, sehingga digunakan resistor sebesar 10 KΩ untuk menggantikan sensor
suhu NTC. Tegangan keluaran yang didapatkan setelah dipasang resistor 10 KΩ menjadi
sebesar +12,07 volt. Rangkaian catu daya yang digunakan untuk menyuplai lampu halogen
ditunjukkan pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Rangkaian Catu Daya Lampu Halogen [28]
4.2
Proses Pengukuran
Proses pengukuran yang dilakukan berbeda dengan yang dirancang pada bab III.
Proses pengukuran diawali dengan pengukuran larutan etanol. Hal ini disebabkan kualitas
etanol untuk masing-masing pabrik tidak bisa sama, sehingga perlu dilakukan pengukuran
untuk mengetahui besar absorban etanol. Setelah itu, proses pengukuran dilanjutkan
dengan pengukuran larutan kurkumin untuk menghasilkan kurva baku dan dikalibrasi
dengan spektrofotometer standar. Proses pengukuran terakhir adalah pengukuran terhadap
larutan kunyit. Besar absorban dihitung dengan mencari selisih antara pengukuran larutan
etanol dengan pengukuran larutan kurkumin atau kunyit.
Pengukuran dilakukan sebanyak lima belas kali dan menggunakan larutan yang
mempunyai kondisi yang berbeda. Pengukuran kurva baku menggunakan larutan kurkumin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
yang mempunyai kadar konsentrasi 1 ppm – 5 ppm, sedangkan pengukuran larutan kunyit
menggunakan sampel kunyit yang berasal dari lima daerah. Proses pengukuran dilakukan
dengan cara menjalankan program yang telah dibuat sesuai perancangan.
4.2.1 Pengukuran Etanol
Pengukuran etanol dilakukan untuk menghasilkan nilai tegangan keluaran sensor
cahaya yang terbesar. Pengukuran dilakukan dengan cara meletakkan kuvet yang berisikan
etanol ke dalam tempat peletakan kuvet. Cahaya monokromatis yang ditembakkan oleh
monokromator prisma akan menembus kuvet yang berisikan etanol. Kemudian cahaya
diterima oleh sensor cahaya dan dikuatkan oleh pengondisi sinyal. Keluaran pengondisi
sinyal dikirim ke mikrokontroler. Data berupa nilai ADC yang sudah dikonversi ke
desimal akan ditampilkan pada LCD character. Nilai ADC tersebut akan digunakan pada
proses selanjutnya. Pengukuran dilakukan sebanyak lima belas kali dengan menggunakan
kuvet yang sama. Hasil pengukuran etanol ditunjukkan pada Gambar 4.10.
ADC
Etanol
800
798
796
794
Etanol
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Gambar 4.10 Hasil Pengukuran Etanol
Berdasarkan Gambar 4.10, hasil pengukuran etanol berada di antara rentang nilai
ADC 796 – 798. Pengukuran yang dilakukan sebanyak lima belas kali belum bisa
menghasilkan nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan dengan kestabilan sistem
akan dibahas pada subbab 4.8.
4.2.2 Pengukuran Kurva Baku
Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan lima kuvet berisikan larutan
kurkumin yang mempunyai lima kadar konsentrasi yang berbeda, yaitu 1 ppm – 5 ppm.
Pengukuran ini dilakukan untuk mendapatkan kurva baku hasil pengukuran larutan
kurkumin. Nilai ADC ditampilkan pada LCD character. Hasil pengukuran kurva baku
ditunjukkan pada Gambar 4.11.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
800
780
1 ppm
ADC
760
2 ppm
740
3 ppm
720
4 ppm
700
5 ppm
680
0
5
10
15
20
Gambar 4.11 Hasil Pengukuran Kurva Baku
Berdasarkan Gambar 4.11, hasil pengukuran kurva baku berada di antara rentang
nilai ADC 695 – 780. Nilai ADC untuk larutan kurkumin dengan konsentrasi 1 ppm adalah
yang terbesar, sedangkan nilai ADC untuk larutan kurkumin dengan konsentrasi 5 ppm
adalah yang terkecil. Semakin pekat larutan kurkumin yang digunakan, nilai ADC yang
dihasilkan akan semakin kecil. Hal ini berarti, alat ukur hasil perancangan sudah dapat
membedakan kadar konsentrasi masing-masing larutan kurkumin yang digunakan.
Pengukuran yang dilakukan sebanyak lima belas kali untuk masing-masing larutan
kurkumin belum bisa menghasilkan nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan
dengan kestabilan sistem akan dibahas pada subbab 4.8.
4.2.3 Pengukuran Larutan Kunyit
Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan lima kuvet berisikan larutan kunyit
yang berasal dari lima daerah yang berbeda. Pengukuran ini dilakukan untuk mendapatkan
besar serapan hasil pengukuran larutan kunyit. Nilai ADC ditampilkan pada LCD
character. Hasil pengukuran larutan kunyit ini ditunjukkan pada Gambar 4.12.
780
770
760
750
740
730
720
710
Karanganyar
Magelang
Wonosobo
Imogiri
Wonogiri
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Gambar 4.12 Hasil Pengukuran Larutan Kunyit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Berdasarkan Gambar 4.12, hasil pengukuran larutan kunyit berada di antara rentang
nilai ADC 722 – 777. Nilai ADC untuk larutan kunyit daerah Wonogiri adalah yang
terbesar, sedangkan nilai ADC untuk larutan kurkumin daerah Karanganyar adalah yang
terkecil. Hal ini berarti, alat ukur hasil perancangan sudah dapat membedakan kadar
konsentrasi masing-masing larutan kunyit yang digunakan. Pengukuran yang dilakukan
sebanyak lima belas kali untuk masing-masing larutan kunyit belum bisa menghasilkan
nilai yang stabil. Penjelasan lebih lanjut berkenaan dengan kestabilan sistem akan dibahas
pada subbab 4.8.
4.3
Proses Kalibrasi dengan Spektrofotometer Standar
Proses kalibrasi dengan spektrofotometer standar ini dilakukan untuk mendapatkan
kurva baku standar larutan kurkumin. Proses kalibrasi diawali dengan menghitung besar
absorban yang terjadi antara pengukuran etanol dengan pengukuran larutan kurkumin.
Berdasarkan data pengukuran etanol dan larutan kurkumin yang ditunjukkan pada Gambar
4.10 dan 4.11, dapat diketahui ADC rata-rata pengukuran menggunakan persamaan 2.20.
Nilai ADC rata-rata pengukuran etanol dan kurkumin ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Kemudian, nilai ADC rata-rata dikonversi menjadi nilai tegangan menggunakan persamaan
berikut:
𝑦=
𝐴𝐷𝐶
∗𝑣
1024 𝑟𝑒𝑓
(4.1)
dengan 𝑣𝑟𝑒𝑓 = 4,93 volt. Besar absorban dihitung dengan menggunakan persamaan
berikut:
𝑦 = 𝑦1 − 𝑦2
(4.2)
dengan 𝑦1 = tegangan pengukuran etanol dan 𝑦2 = tegangan pengukuran kurkumin. Nilai
ADC rata-rata yang sudah dikonversi dan hasil perhitungan besar absorban antara
pengukuran etanol dengan pengukuran kurkumin menggunakan alat ukur hasil
perancangan ditunjukkan pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan kurkumin
No. Larutan ADC Tegangan (volt) Absorban (volt)
1.
Etanol
797
3,837
2.
1 ppm
779
3,750
0,087
3.
2 ppm
754
3,630
0,207
4.
3 ppm
737
3,548
0,289
5.
4 ppm
718
3,457
0,380
6.
5 ppm
696
3,351
0,486
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
Berdasarkan Tabel 4.1, kemudian dibuat grafik hasil perhitungan absorban
pengukuran etanol dengan kurkumin. Grafik ini akan dijadikan sebagai kurva baku alat
ukur hasil perancangan. Grafik kurva baku alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada
Gambar 4.13.
Grafik Kurva Baku Alat Ukur
0,600
y = 0,097x - 0,001
R² = 0,996
0,500
Absorban
0,400
0,300
Grafik Kurva Baku Alat
Ukur
0,200
Linear (Grafik Kurva Baku
Alat Ukur)
0,100
0,000
0
2
4
6
ppm
Gambar 4.13 Grafik Kurva Baku Alat Ukur Hasil Perancangan
Besar absorban kurva baku larutan kurkumin dengan lima kadar konsentrasi yang
berbeda, yaitu 1 ppm – 5 ppm menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada
Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Besar absorban kurva baku menggunakan
spektrofotometer standar
No. Larutan
1.
1 ppm
2.
2 ppm
3.
3 ppm
4.
4 ppm
5.
5 ppm
Absorban
0,175
0,333
0,479
0,606
0,776
Berdasarkan Tabel 4.2, kemudian dibuat grafik besar absorban kurva baku
spektrofotometer standar. Grafik ini merupakan grafik kurva baku spektrofotometer
standar. Grafik kurva baku spektrofotometer standar ditunjukkan pada Gambar 4.14.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Grafik Kurva Baku
Spektrofotometer Standar
Absorban
1
y = 0,147x + 0,031
R² = 0,998
0,8
Grafik Kurva Baku
Spektrofotometer
Standar
0,6
0,4
0,2
0
0
2
4
6
Linear (Grafik Kurva
Baku
Spektrofotometer
Standar)
ppm
Gambar 4.14 Grafik Kurva Baku Spektrofotometer Standar
Berdasarkan grafik yang ditunjukkan pada Gambar 4.13 jika dibandingkan dengan
grafik pada Gambar 4.14, linearitas yang didapatkan mempunyai selisih yang sedikit atau
sekitar 0,002. Kurva baku alat ukur mempunyai linearitas sebesar 0,996, sedangkan kurva
baku spektrofotometer standar mempunyai linearitas sebesar 0,998. Nilai error yang terjadi
dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
Standar − Hasil Pengukuran
x 100%
Standar
(4.3)
Besar error yang terjadi menggunakan persamaan 4.3 adalah 0,2%. Nilai error
yang kecil ini menunjukkan bahwa linearitas yang didapatkan pada pengukuran
menggunakan alat ukur hasil perancangan hampir sama dengan linearitas yang didapatkan
pada pengukuran menggunakan spektrofotometer standar, sehingga proses kalibrasi
dengan spektrofotometer standar lebih mudah untuk dilakukan. Hubungan kalibrasi antara
absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku
spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan
dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar
Absorban kurva baku
Absorban kurva baku
Alat ukur
spektrofotometer standar
0,087
0,175
0,207
0,333
0,284
0,479
0,380
0,606
0,486
0,776
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Berdasarkan tabel 4.3, kemudian dibuat grafik hubungan kalibrasi antara absorban
kurva baku alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer
standar. Grafik hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku alat ukur hasil perancangan
Absorban Kurva Baku
Spektrofotometer
Standar
dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar ditunjukkan pada Gambar 4.15.
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0
0,000
y = 1,515x + 0,036
R² = 0,997
0,200
0,400
0,600
Absorban Kurva Baku Alat Ukur
Gambar 4.15 Grafik Hubungan Kalibrasi Antara Absorban Kurva Baku Alat Ukur Hasil
Perancangan dengan Absorban Kurva Baku Spektrofotometer Standar
Berdasarkan Gambar 4.15 diperoleh hubungan kalibrasi antara absorban kurva baku
alat ukur hasil perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar dalam
bentuk persamaan:
𝑦 = 1,515𝑥 + 0,036
(4.4)
di mana 𝑥 merupakan nilai absorban alat ukur hasil perancangan dan 𝑦 merupakan nilai
absorban hasil kalibrasi.
Persamaan 4.4 kemudian diujikan dengan memasukkan nilai absorban kurva baku
alat ukur hasil perancangan ke dalam 𝑥. Hasil pengujian kalibrasi akan ditampilkan pada
LCD character dan dibandingkan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar.
Besar error yang terjadi antara absorban hasil kalibrasi kurva baku alat ukur hasil
perancangan dengan absorban kurva baku spektrofotometer standar dihitung dengan
persamaan 4.3. Hasil pengujian kalibrasi kurva baku ditunjukkan pada Tabel 4.4.
Tabel 4.4 Hasil pengujian kalibrasi absorban kurva baku alat ukur
Absorban kurva baku
alat ukur
0,087
0,207
0,284
0,380
0,486
Absorban kurva baku
spektrofotometer standar
0,175
0,333
0,479
0,606
0,776
Absorban hasil
kalibrasi
0,168
0,350
0,466
0,612
0,772
Error hasil
kalibrasi (%)
4,111
4,986
2,660
0,941
0,478
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Tampilan hasil kalibrasi absorban kurva baku alat ukur pada LCD character ditunjukkan
pada Gambar 4.16.
Gambar 4.16 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Kurva Baku Alat Ukur
Berdasarkan hasil pengujian yang ditunjukkan pada Tabel 4.4, besar nilai error
rata-rata hasil kalibrasi yang didapat menggunakan persamaan 2.20 adalah sebesar 2,635%.
Nilai error yang didapat cukup kecil, sehingga dapat disimpulkan pengujian kalibrasi yang
dilakukan sudah sesuai.
Setelah hasil pengujian kalibrasi sudah sesuai, dilakukan perhitungan absorban
pengukuran etanol dengan pengukuran kunyit. Perhitungan absorban pengukuran etanol
dengan pengukuran larutan kunyit diawali dengan menghitung nilai ADC rata-rata
pengukuran pada Gambar 4.10 dan 4.12 menggunakan persamaan 2.20. Nilai ADC ratarata pengukuran etanol dan kurkumin ditunjukkan pada Tabel 4.5. Kemudian, nilai ADC
rata-rata pengukuran dikonversi menjadi nilai tegangan menggunakan persamaan 4.1.
Besar absorban dihitung dengan menggunakan persamaan 4.2 dengan 𝑦1 merupakan
tegangan pengukuran etanol dan 𝑦2 merupakan tegangan pengukuran kunyit. Nilai ADC
rata-rata yang sudah dikonversi dan hasil perhitungan besar absorban antara pengukuran
etanol dengan pengukuran larutan kunyit menggunakan alat ukur hasil perancangan
ditunjukkan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Hasil perhitungan absorban pengukuran etanol dengan larutan kunyit
No.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Daerah
ADC Tegangan (volt) Absorban (volt)
Etanol
797
3,837
Karanganyar 723
3,481
0,356
Magelang
739
3,558
0,279
Wonosobo
748
3,601
0,236
Imogiri
768
3,698
0,140
Wonogiri
775
3,731
0,106
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
Setelah besar absorban pada larutan kunyit diketahui, proses kalibrasi dapat
dilakukan. Hasil kalibrasi ini akan digunakan untuk proses perhitungan kadar kurkumin.
Proses kalibrasi dilakukan dengan menggunakan persamaan 4.4, dengan 𝑥 merupakan nilai
absorban larutan kunyit menggunakan alat ukur hasil perancangan. Hasil pengujian
kalibrasi akan ditampilkan pada LCD character. Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit
ditunjukkan pada Tabel 4.6.
Tabel 4.6 Hasil kalibrasi absorban larutan kunyit
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Daerah
Karanganyar
Magelang
Wonosobo
Imogiri
Wonogiri
𝒙
0,356
0,279
0,236
0,140
0,106
𝒚
0,575
0,459
0,394
0,248
0,197
Tampilan hasil kalibrasi absorban larutan kunyit pada LCD character ditunjukkan
pada Gambar 4.17.
Gambar 4.17 Tampilan Hasil Kalibrasi Absorban Larutan Kunyit
Besar absorban larutan kunyit yang berasal dari lima daerah yang berbeda
menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.7.
Tabel 4.7 Besar absorban larutan kunyit menggunakan spektrofotometer standar
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Daerah
𝒚 spektrofotometer standar
Karanganyar
0,703
Magelang
0,656
Wonosobo
0,599
Imogiri
0,343
Wonogiri
0,277
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
Perbandingan antara besar absorban larutan kunyit yang didapatkan pada Tabel 4.6
dan Tabel 4.7 ditunjukkan pada Tabel 4.9 dan akan dibahas pada subbab 4.4.
4.4
Proses Perhitungan Kadar Kurkumin
Perhitungan kadar kurkumin dilakukan setelah proses kalibrasi selesai dilakukan.
Nilai kadar kurkumin dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
𝑥=
𝑦−𝑎
𝑏
(4.5)
dengan 𝑥 = kadar kurkumin dalam 𝜇𝑔/𝑚𝑙, 𝑦 = absorban hasil kalibrasi dengan
spektrofotometer standar, 𝑎 dan 𝑏 didapatkan dari persamaan kurva baku spektrofotometer
standar.
Nilai kadar kurkumin dalam persentase (𝑥 %) dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
𝑥 % = 𝑥 ∗ 0,2
(4.6)
dengan 𝑥 % = persentase kadar kurkumin dalam % 𝑏/𝑏, 𝑥 = kadar kurkumin
dalam 𝜇𝑔/𝑚𝑙, dan nilai 0,2 didapatkan dari campuran-campuran pelarut yang digunakan
untuk larutan kunyit. Persamaan 4.5 dan 4.6 dituliskan ke dalam program.
Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin secara manual
dan hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dan spektrofometer
standar ditunjukkan pada Tabel 4.8.
Tabel 4.8 Hasil perhitungan kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin
a = 0,031 dan b = 0,147
Alat ukur
No.
Daerah
0,575
𝐱
(𝛍𝐠/
𝐦𝐥)
3,701
Spektrofotometer
standar
%
𝐱
%
(𝛍𝐠/ (% 𝐛/
(% 𝐛/
𝐲
𝐛)
𝐦𝐥)
𝐛)
0,740 0,703 4,571 0,914
Perhitungan manual
1.
Karanganyar 0,575
𝐱
(𝛍𝐠/
𝐦𝐥)
3,703
2.
Magelang
0,459
2,909
0,582
0,459
2,912
0,582
0,656 4,252
0,850
3.
Wonosobo
0,394
2,466
0,493
0,394
2,469
0,494
0,599 3,864
0,773
4.
Imogiri
0,248
1,477
0,295
0,248
1,476
0,295
0,343 2,122
0,424
5.
Wonogiri
0,197
1,126
0,225
0,197
1,129
0,226
0,277 1,673
0,335
𝐲
%
(% 𝐛/
𝐛)
0,741
𝐲
Tampilan hasil perhitungan kadar kurkumin pada LCD character ditunjukkan pada
Gambar 4.18.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
Gambar 4.18 Tampilan Hasil Perhitungan Kadar Kurkumin
Besar error yang terjadi antara hasil kalibrasi absorban larutan kunyit
menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan besar absorban larutan kunyit
menggunakan spektrofotometer standar ditunjukkan pada Tabel 4.9. Nilai error dihitung
menggunakan persamaan 4.3.
Tabel 4.9 Perhitungan error hasil kalibrasi absorban larutan kunyit
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Daerah
𝒚 hasil kalibrasi 𝒚 spektrofotometer standar Error (%)
Karanganyar
0,575
0,703
18,208
Magelang
0,459
0,656
30,030
Wonosobo
0,394
0,599
34,224
Imogiri
0,248
0,343
27,697
Wonogiri
0,197
0,277
28,881
Berdasarkan Tabel 4.9, besar error rata-rata hasil kalibrasi larutan kunyit yang
didapatkan menggunakan persamaan 2.20 adalah sebesar 27,808%. Nilai error kadar
kurkumin (x) dan persentase kadar kurkumin (%) yang terjadi antara alat ukur hasil
perancangan dengan perhitungan manual dan spektrofotometer standar dihitung dengan
persamaan 4.3 dan ditunjukkan pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Hasil perhitungan error kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin
Error persentase kadar
kurkumin (%)
No.
Daerah
Perhitungan Spektrofotometer Perhitungan Spektrofotometer
manual
standar
manual
standar
1. Karanganyar
0,054
18,989
0,135
18,928
2. Magelang
0,103
31,585
0,000
31,529
3. Wonosobo
0,122
36,180
0,202
36,223
4. Imogiri
0,068
30,396
0,000
30,425
5. Wonogiri
0,266
32,696
0,442
32,836
Rata-rata
0,122
29,969
0,156
29,988
Error 𝐱 (%)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
Berdasarkan Tabel 4.10 besar error rata-rata yang didapatkan antara perhitungan
secara manual dengan hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan sangat
kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa alat ukur hasil perancangan dapat menampilkan
besar nilai kadar kurkumin dan persentase kadar kurkumin sesuai dengan perhitungan
secara manual. Akan tetapi, berdasarkan besar error rata-rata yang didapatkan pada Tabel
4.9 dan 4.10 antara hasil pengukuran menggunakan spektrofotometer standar dengan hasil
pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan didapatkan nilai error yang cukup
besar. Nilai error yang cukup besar ini dikarenakan pengukuran larutan kunyit tidak
dilakukan secara bersamaan dengan spektrofotometer standar. Pengukuran kadar kurkumin
yang dilakukan spektrofotometer standar menggunakan larutan kunyit yang baru selesai
dibuat, sedangkan pengukuran kadar kurkumin oleh alat ukur hasil perancangan dilakukan
setelah enam hari sampel diekstrak. Hal ini memungkinkan adanya perubahan pada sampel
kunyit dan menyebabkan persen error yang cukup besar antara pengukuran menggunakan
alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan spektrofotometer standar.
Pembuktian terhadap adanya perubahan sampel kunyit dapat dilihat pada Lampiran B.
Perbandingan hasil pengukuran kadar kurkumin antara pengukuran menggunakan
alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan spektrofotometer standar
juga dilakukan untuk mengetahui urutan besar kadar kurkumin yang diperoleh dan kadar
kurkumin yang sesuai dengan standar industri. Berdasarkan Tabel 4.8 dapat diketahui
bahwa urutan besar kadar kurkumin mulai dari yang terbesar sampai yang terkecil antara
alat ukur hasil perancangan dengan spektrofotometer standar sudah sesuai. Selain itu,
informasi yang didapat dari pihak Farmasi adalah besar absorban pada kurva baku
spektrofotometer standar yang berada di antara 3 ppm – 5 ppm, yaitu 0,479 – 0,776 sesuai
dengan standar industri. Hal ini berarti besar absorban pada kurva baku alat ukur hasil
perancangan yang berada di antara 3 ppm – 5 ppm, yaitu 0,289 – 0,486 sesuai dengan
standar industri. Jika absorban lebih dari 0,486, maka absorban yang didapat sudah di atas
standar dan jika absorban kurang dari 0,289, maka absorban yang didapat belum sesuai
standar. Berdasarkan Tabel 4.8 dapat diketahui bahwa besar absorban yang didapat pada
daerah Karanganyar sebesar 0,575, daerah Magelang sebesar 0,459, dan daerah Wonosobo
sebesar 0,394 sudah sesuai dengan standar industri. Persentase kadar kurkumin di dalam
kunyit berdasarkan teori pada bab II adalah sebesar 3% – 4%. Berdasarkan Tabel 4.8, nilai
persentase kadar kurkumin yang didapatkan baik pada alat ukur hasil perancangan dan
spektrofotometer standar belum sesuai dengan teori. Hal ini dikarenakan sampel kunyit
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
yang digunakan adalah sampel kunyit yang diambil pada saat belum masa panen, sehingga
kadar kurkumin yang terkandung di dalamnya masih kurang.
Berdasarkan analisa hasil pengujian kadar kurkumin, maka dapat disimpulkan
bahwa alat ukur dapat dijalankan sesuai dengan perancangan yang telah dibuat karena
sudah dapat melakukan semua proses pengukuran secara berurutan sesuai dengan langkahlangkah proses pengukuran. Akan tetapi, alat ukur ini belum bisa menghasilkan data yang
presisi seperti spektrofotometer standar. Besar error rata-rata kadar kurkumin yang didapat
sebesar 29,969% dan besar error rata-rata persentase kadar kurkumin yang didapat sebesar
29,988%.
Pengujian larutan kunyit dapat dinyatakan berhasil karena nilai serapan yang
dihasilkan berbeda untuk masing-masing sampel kunyit. Akan tetapi, nilai serapan yang
dihasilkan belum bisa menghasilkan data yang presisi seperti hasil pengukuran
menggunakan spektrofotometer standar. Selain itu, alat ukur hasil perancangan juga dapat
menghasilkan besar absorban sesuai dengan urutan mulai dari yang terbesar sampai yang
terkecil sesuai dengan spektrofotometer standar, dan menghasilkan besar absorban yang
sesuai dengan standar industri.
4.5
Pengujian Hardware
4.5.1 Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler
Pengujian rangkaian sistem minimum mikrokontroler ini dilakukan untuk
mengetahui mikrokontroler sudah bekerja dengan baik atau tidak. Pengujian dilakukan
dengan membuat program untuk menampilkan tulisan pada LCD character dan mendownload program tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. PORTB dijadikan
sebagai output untuk menampilkan tulisan ke LCD character. Program yang dituliskan
pada software dengan bahasa C adalah sebagai berikut:
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include <lcd.h>
// Declare your global variables here
void main(void)
//Program utama
{
// Declare your local variables here
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
// LCD module initialization
lcd_init(16);
lcd_gotoxy (4,0);lcd_putsf("Alat Ukur");
lcd_gotoxy (1,1);lcd_putsf("Kadar Kurkumin");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
}
Hasil pengujian ditunjukkan pada Gambar 4.19.
Gambar 4.19 Hasil Pengujian Rangkaian Sistem Minimum Mikrokontroler
Pengujian juga dilakukan dengan membuat program untuk menyalakan LED
indikator setelah tombol push-on (warna hijau) ditekan dan men-download program
tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. PORTD.0 dijadikan sebagai input dan
PORTD.1 dijadikan sebagai output. Program yang dituliskan pada software dengan bahasa
C adalah sebagai berikut:
#define PD0 PIND.0
//Setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0
void main(void)
//Program utama
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port D initialization
PORTD=0xFF;
//internal pull-up resistor diaktifkan
DDRD=0x02;
//PORTD.0 dikonfigurasi sebagai input
//PORTD.1 dikonfigurasi sebagai output
while (1)
{
PORTD=0b11111111;
//LED pada PORTD.1 mati
{
if (PD0==0)
//Tombol push-on pada PIND.0 ditekan
{
PORTD=0b11111101; //LED pada PORTD.1 menyala
delay_ms(500);
//delay 500 ms
}
}
};
//Akhir looping
}
//Akhir program utama
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
Hasil pengujian ditunjukkan pada Gambar 4.20.
Gambar 4.20 Hasil Pengujian Tombol Push-On dan LED Indikator
Berdasarkan Gambar 4.19 dan 4.20, tampak bahwa rangkaian sistem minimum
mikrokontroler dapat bekerja dengan baik karena rangkaian ini dapat menampilkan tulisan
pada LCD character sesuai dengan yang dituliskan pada program dan menyalakan LED
indikator setelah tombol push-on ditekan.
4.5.2 Pengujian Rangkaian Sensor Cahaya dan Pengondisi Sinyal
Pengujian rangkaian sensor cahaya dilakukan dengan cara mengukur tegangan
keluaran sensor saat dikenai cahaya warna ungu yang didapatkan dari hasil pendispersian
cahaya halogen menggunakan prisma. Kemudian tegangan keluaran sensor dijadikan
sebagai input rangkaian pengondisi sinyal dan dilakukan pengukuran tegangan keluaran
yang dihasilkan.
Hasil pengukuran tegangan keluaran pengondisi sinyal akan dibandingkan dengan
hasil perhitungan manual. Tujuan dilakukan perbandingan antara hasil pengukuran dengan
hasil perhitungan secara manual adalah untuk menilai sistem sudah berjalan sesuai dengan
perancangan atau belum. Nilai error yang terjadi dihitung dengan persamaan sebagai
berikut:
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 =
Hasil Perhitungan − Hasil Pengukuran
x 100%
Hasil Perhitungan
Hasil pengujian yang dilakukan dicantumkan pada Tabel 4.11.
(4.7)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Tabel 4.11 Hasil pengujian rangkaian sensor dan pengondisi sinyal
Output
sensor (V)
0,05
0,100
0,200
0,300
0,401
Tegangan output
pengondisi sinyal (v)
PengPerukuran
hitungan
0,51
0,5
0,99
1,0
2,07
2,0
3,12
3,0
4,13
4,0
Error
output
pengondisi
sinyal (%)
2
1
3,5
4
3,25
Besar penguatan
Pengukuran
10,20
9,90
10,35
10,40
10,30
Perhitungan
10
10
10
10
10
Error
penguatan
(%)
2
1
3,5
4
3
Besar nilai penguatan yang berbeda dengan hasil perancangan disebabkan karena
terdapat nilai toleransi resistor sekitar 5%. Rata-rata error output pengondisi sinyal jika
dihitung dengan menggunakan persamaan 2.20 adalah 2,75%, rata-rata error penguatan
adalah 2,70%, dan rata-rata besar penguatan pada pengukuran adalah 10,23 kali atau jika
dibulatkan sama dengan 10 kali. Berdasarkan hasil pengujian, data nilai error yang
terdapat pada Tabel 4.11 masih dapat ditoleransi oleh sistem. Indikator bahwa nilai error
masih dapat ditoleransi adalah pengondisi sinyal sudah berjalan baik karena mampu
menghasilkan penguatan tegangan keluaran sensor sesuai dengan perancangan.
4.5.3 Pengujian Rangkaian Catu Daya
Pengujian rangkaian catu daya ini bertujuan untuk mengetahui tegangan keluaran
yang dihasilkan dan rangkaian sudah bekerja dengan baik atau belum. Pengujian dilakukan
dengan cara mengukur tegangan keluaran pada pin out IC LM7812, LM7912, dan
LM7805, kemudian dibandingkan dengan nilai tegangan pada datasheet. Hasil pengujian
rangkaian catu daya ditunjukkan pada Tabel 4.12.
Tabel 4.12 Hasil pengujian rangkaian catu daya
Titik uji
𝑉𝑜𝑢𝑡 IC LM7812
𝑉𝑜𝑢𝑡 IC LM7912
𝑉𝑜𝑢𝑡 IC LM7805
Data pengamatan
+12,06
-12,03
+4,93
Datasheet
(+11,5 V) – (+12,5 V)
(-11,5 V) – (-12,5 V)
(+4,8 V) – (+5,2 V)
Berdasarkan Tabel 4.12, tampak bahwa rangkaian catu daya dapat bekerja dengan
baik karena nilai tegangan keluaran masing-masing pin out IC berada pada rentang
tegangan keluaran IC dalam datasheet.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
4.6
Pengujian ADC
Pengujian ADC ini bertujuan untuk mengetahui tegangan keluaran sensor yang
dikonversi oleh ADC mikrokontroler sudah sesuai atau belum. Pengujian dilakukan
dengan membuat program untuk mengkonversi nilai tegangan analog menjadi data digital,
kemudian menampilkan hasil konversi ke LCD character dan men-download program
tersebut pada mikrokontroler AVR ATMega8535. Nilai tegangan analog berasal dari
potensiometer 250 KΩ yang diukur menggunakan multimeter digital dan dihubungkan ke
ADC channel 0 (PORTA.0). LCD character dihubungkan ke PORTB. Rangkaian
pengujian ADC ditunjukkan pada Gambar 4.21.
Gambar 4.21 Rangkaian Pengujian ADC
Program yang dituliskan pada software dengan bahasa C adalah sebagai berikut:
unsigned int sensor;
char lcd_buffer[33]; float vin;
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include <lcd.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10; return ADCW;
}
// Declare your global variables here
void main(void)
{
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 750,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
// LCD module initialization
lcd_init(16);
while (1)
{
// Place your code here
sensor=read_adc(0);
sprintf(lcd_buffer,"ADC : %4i",sensor);lcd_gotoxy(0,0);lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(500);
};
}
Kemudian hasil konversi nilai ADC dibandingkan dengan perhitungan manual.
Perhitungan nilai ADC secara manual menggunakan persamaan 2.7 dengan tegangan
referensi sebesar +4,93 volt. Nilai error yang terjadi dihitung dengan persamaan 4.7. Hasil
pengujian ADC ditunjukkan pada tabel 4.13.
Tabel 4.13 Hasil pengujian ADC
No.
Tegangan masukan
ADC (V)
1
2
3
4
5
0,50
1,00
2,00
3,00
4,00
Hasil konversi ADC
Pengujian
Perhitungan
103
104
207
208
415
415
624
623
830
831
Error hasil konversi
ADC (%)
0,96
0,48
0
0,16
0,12
Berdasarkan hasil pengujian, data nilai error yang terdapat pada Tabel 4.11 cukup
kecil dan jika dirata-rata menggunakan persamaan 2.20, error yang didapatkan sebesar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
0,344%, sehingga dapat disimpulkan bahwa tegangan keluaran sensor yang dikonversi oleh
ADC mikrokontroler sudah sesuai.
4.7
Pengujian Software
Pengujian software ini bertujuan untuk memastikan program untuk mengaktifkan
pengukuran larutan kunyit yang telah dibuat dapat bekerja sesuai dengan yang telah
direncanakan pada bab III. Selain itu, karena adanya tambahan tombol pengulangan,
flowchart program juga mengalami penambahan. Setelah persentase kadar kurkumin
tertampil di LCD character terdapat pengujian penekanan tombol pengulangan. Proses
pengukuran kadar kurkumin akan kembali ke awal proses pengukuran lagi jika tombol
pengulangan ditekan. Sebaliknya, jika tombol pengulangan tidak ditekan, maka proses
pengukuran kadar kurkumin akan menuju ke bagian akhir program.
4.7.1 Pengujian Program untuk Mengaktifkan Pengukuran Larutan
Kunyit
Program untuk mengaktifkan pengukuran larutan kunyit berisi program untuk
memberitahu user memasukkan larutan kunyit dan melakukan penekanan tombol push-on
yang disediakan untuk user pada perancangan ini. Tampilan setiap proses awal pengukuran
akan ditampilkan di LCD character. Gambar tampilan proses mengaktifkan larutan kunyit
ditunjukkan pada Gambar 4.22. Program di bawah adalah program untuk mengaktifkan
pengukuran larutan kunyit:
#define PD0 PIND.0
//setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include <lcd.h>
// Declare your global variables here
aksi(void)
//proses awal pengukuran kedua
{
{
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Masukkan kuvet");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan kunyit");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Setelah itu");
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
delay_ms(1500); lcd_clear();
goto ukur_kedua;
}
ukur_kedua:
//proses pengukuran kedua
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Silahkan tekan");
lcd_gotoxy (2,1); lcd_putsf("tombol hijau");
delay_ms(3000);
lcd_clear();
{
if (PD0==0)
// tombol push-on ditekan
{
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Tombol hijau");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Teg. keluaran");
lcd_gotoxy (3,1); lcd_putsf("yang kedua");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
}
else
// tombol push-on belum ditekan
{
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Tombol hijau");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("belum ditekan");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
goto ukur_kedua;
}
}
}
void main(void)
{
// Port D initialization
PORTD=0xFF;
DDRD=0x00;
// LCD module initialization
lcd_init(16);
while (1)
{
aksi();
};
}
//internal pull-up resistor diaktifkan
//PORTD dikonfigurasi sebagai input
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Y
T
(Jika tombol hijau (push-on) belum ditekan)
(Jika tombol hijau (push-on) ditekan)
Gambar 4.22 Tampilan Proses Mengaktifkan Pengukuran Larutan Kunyit
4.7.2 Pengujian Program Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin
Program
pengulangan
mengukur
kadar
kurkumin
berisi
program
untuk
memberitahu user memasukkan kembali larutan etanol dan melakukan penekanan tombol
pengulangan yang disediakan untuk user pada perancangan ini. Tampilan setiap proses
pengulangan mengukur akan ditampilkan di LCD character. Gambar tampilan proses
pengulangan mengukur kadar kurkumin ditunjukkan pada Gambar 4.23. Program di bawah
adalah program untuk mengaktifkan proses pengulangan mengukur kadar kurkumin:
#define PD2 PIND.2
//setiap kemunculan "PD2" akan diganti dengan PIND.2
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18 ;PORTB
#endasm
#include <lcd.h>
ulang(void)
//proses pengukuran ulang kadar kurkumin
{
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Apakah Anda mau");
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("mengukur lagi ?");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (4,0); lcd_putsf("Jika ya,");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Masukkan kuvet");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan etanol");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Kemudian tekan");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("tombol kuning");
delay_ms(6000);
lcd_clear();
if (PD2==0)
// tombol pengulangan ditekan
{
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Tombol kuning");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan");
delay_ms(1500); lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0);lcd_putsf("Teg. keluaran");
lcd_gotoxy (2,1);lcd_putsf("yang pertama");
delay_ms(2000); lcd_clear();
}
else
//tombol pengulangan tidak ditekan
{
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Semua pengukuran");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai");
delay_ms(2000); lcd_clear();
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Terima kasih");
delay_ms(2000);
}
}
void main(void)
{
// Port D initialization
PORTD=0xFF;
DDRD=0x00;
// LCD module initialization
lcd_init(16);
while (1)
{
ulang();
};
}
//internal pull-up resistor diaktifkan
//PORTD dikonfigurasi sebagai input
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
T
(Jika tombol kuning (pengulangan) tidak
Y
(Jika tombol kuning (pengulangan) ditekan)
ditekan)
Gambar 4.23 Tampilan Proses Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin
Berdasarkan Gambar 4.22 dan 4.23, maka dapat disimpulkan bahwa program ini
dapat berjalan dengan baik karena sesuai dengan yang sudah dirancang.
4.8
Analisa Stabilitas Sistem
Pertama-tama dilakukan pengujian terhadap kestabilitas sistem yang bertujuan
untuk mengetahui alat ukur hasil perancangan ini dapat menghasilkan hasil pengukuran
yang sama atau tidak, jika dilakukan pengukuran menggunakan etanol dan larutan kunyit
dengan keadaan yang sama secara terus menerus. Pengujian ini menggunakan etanol dan
larutan kunyit dari daerah Karanganyar. Pengukuran dilakukan sebanyak tiga kali dengan
keadaan yang sama untuk mendapatkan nilai serapan atau absorban. Hasil pengujian
stabilitas alat ukur hasil perancangan ditunjukkan pada Tabel 4.14.
Tabel 4.14 Hasil pengujian nilai absorban untuk stabilitas sistem
Larutan
Etanol (y1)
Kunyit(y2)
Absorban (y1-y2)
Pengujian 1
ADC
(volt)
830
3,996
774
3,726
56
0,270
Pengujian 2
ADC
(volt)
832
4,005
771
3,712
61
0,294
Pengujian 3
ADC
(volt)
828
3,986
773
3,721
55
0,265
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
Berdasarkan Tabel 4.14, besar absorban yang dihasilkan dari pengujian 1,
pengujian 2, dan pengujian 3 terdapat perbedaan. Ketidakstabilan ini mungkin disebabkan
karena tidak stabilnya catu daya lampu halogen yang mempengaruhi besar intensitas
cahaya yang diterima oleh sensor cahaya, sehingga dilakukan pengujian terhadap catu daya
lampu halogen yang digunakan. Pengujian dilakukan dengan cara mengukur keluaran catu
daya lampu halogen +12 volt menggunakan multimeter digital sebanyak lima kali. Selain
itu, pengamatan juga dilakukan terhadap perubahan nilai ADC yang terjadi jika terdapat
perubahan keluaran catu daya yang digunakan. Hubungan keluaran catu daya lampu
halogen dengan perubahan nilai ADC ditunjukkan pada Tabel 4.15. Besar error perubahan
nilai ADC dihitung dengan persamaan 4.3.
Tabel 4.15 Hubungan keluaran catu daya lampu halogen dengan perubahan nilai ADC
Keluaran catu
Pengujian
daya lampu
halogen (volt)
1
2
3
4
5
+11,93
+11,92
+11,91
+11,92
+11,91
Rata-rata
ADC yang
tertampil
pada LCD
character
736
738
735
736
734
Perubahan
keluaran catu
daya lampu
halogen
0,01
0,01
0,01
0,01
0,01
Perubahan
nilai ADC
2
3
1
2
2
Error
perubahan
nilai ADC
(%)
0,272
0,407
0,136
0,272
0,272
Berdasarkan Tabel 4.15, dapat diketahui bahwa rata-rata perubahan keluaran catu
daya lampu halogen sebesar 0,01 volt hanya menyebabkan rata-rata perubahan nilai ADC
sebesar dua nilai ADC dan error-nya sebesar 0,272%. Besar error yang didapatkan cukup
kecil, sehingga dapat disimpulkan bahwa tingkat kestabilan sistem cukup baik. Setelah itu,
dilakukan perhitungan terhadap besar error persentase kadar kurkumin untuk perubahan
satu nilai ADC pada etanol. Besar error yang terjadi dihitung menggunakan persamaan
4.3.
Tabel 4.16 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai
ADC etanol
Hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
x
daerah
kalibrasi
Karanganyar
797
723
0,356
0,575
3,703
x%
0,741
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Tabel 4.16 (Lanjutan) Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk
perubahan satu nilai ADC etanol
Perubahan 1 nilai ADC etanol
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
daerah
kalibrasi
Karanganyar
798
723
0,361
0,583
Error
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
daerah
kalibrasi
Karanganyar
0,125 %
1,404 %
1,391 %
x
x%
3,755
0,751
x
x%
1,404 %
1,350 %
Perhitungan error persentase kadar kurkumin juga dilakukan untuk perubahan satu
nilai ADC larutan kunyit pada daerah Karanganyar. Perhitungan error dihitung
menggunakan persamaan 4.3.
Tabel 4.17 Hasil perhitungan error persentase kadar kurkumin untuk perubahan satu nilai
ADC larutan kunyit daerah Karanganyar
Hasil pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
x
x%
daerah
kalibrasi
Karanganyar
797
723
0,356
0,575
3,703
0,741
Perubahan 1 nilai ADC larutan kunyit daerah Karanganyar
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
x
x%
daerah
kalibrasi
Karanganyar
797
724
0,351
0,568
3,653
0,731
Error
ADC larutan
Absorban
kunyit
ADC etanol
Absorban
hasil
x
x%
daerah
kalibrasi
Karanganyar
0,138 %
1,404 %
1,217 %
1,350 %
1,350 %
Berdasarkan Tabel 4.16 dan 4.17 dapat diketahui bahwa besar error yang
didapatkan untuk satu perubahan nilai ADC cukup kecil, sehingga dapat disimpulkan
bahwa perubahan satu nilai ADC tidak terlalu berpengaruh terhadap hasil akhir
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
perhitungan persentase kadar kurkumin dan sistem masih dapat dikatakan stabil. Sistem
baru dikatakan tidak stabil apabila perubahan nilai ADC yang terjadi melewati batas
rentang kestabilan sistem sehingga tidak mampu membedakan larutan kunyit dan bahkan
menyebabkan nilai error persentase kadar kurkumin menjadi besar. Batas rentang ADC
yang diperbolehkan agar sistem tetap stabil paling tidak mempunyai error perubahan nilai
ADC kurang dari atau sama dengan 0,5% (<= 0,5%).
0,5% =
797 − batas_ADC
x 100%
797
Berdasarkan persamaan di atas, didapatkan bahwa batas rentang ADC yang
diperbolehkan adalah:
Batas rentang ADC = 797 ± 4
Jadi, dapat disimpulkan bahwa batas kestabilan sistem berada pada rentang 793 –
801 atau perubahan nilai ADC yang diperbolehkan mempunyai selisih hanya sebesar 4
nilai ADC saja dari pengukuran yang pertama. Berdasarkan analisis terhadap semua data
pengukuran larutan kurkumin dan kunyit dari beberapa daerah dapat diketahui bahwa
rentang nilai ADC yang didapatkan masih berada pada batas kestabilan sistem, sehingga
dapat disimpulkan bahwa sistem mempunyai tingkat kestabilan yang baik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengujian serta analisis terhadap data yang diperoleh dari hasil
penelitian alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma, maka dapat
disimpulkan:
1.
Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma ini telah bekerja
dengan baik karena dapat menjalankan semua proses pengukuran kadar kurkumin.
2.
Proses kalibrasi dengan spektrofotometer standar dapat dilakukan secara baik dengan
error rata-rata sebesar 2,635%.
3.
Alat ukur kadar kurkumin dapat menampilkan besar nilai kadar kurkumin dan
persentase kadar kurkumin sesuai perhitungan secara manual dengan error rata-rata
kadar kurkumin sebesar 0,122% dan error rata-rata persentase kadar kurkumin sebesar
0,156%.
4.
Alat ukur kadar kurkumin yang dibuat belum dapat menghasilkan data yang presisi
seperti spektrofotometer standar dengan error rata-rata hasil kalibrasi larutan kunyit
sebesar 27,808%, error rata-rata kadar kurkumin sebesar 29,969% dan, error rata-rata
persentase kadar kurkumin sebesar 29,988%.
5.
Alat ukur kadar kurkumin yang dibuat dapat membedakan nilai absorban untuk
masing-masing sampel kunyit sesuai dengan urutan besar absorban sampel kunyit
menggunakan spektrofotometer standar.
6.
Besarnya nilai error subsistem elektronis yang diperoleh sebagai berikut:
a. Rata-rata error output pengondisi sinyal = 2,75%
7.
b. Rata-rata error penguatan
= 2,70%
c. Rata-rata error hasil konversi ADC
= 0,344%
Sistem mempunyai tingkat kestabilan yang baik karena menghasilkan rentang nilai
ADC yang berada pada batas kestabilan sistem.
73
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
5.2
Saran
Alat ukur kadar kurkumin menggunakan monokromator prisma ini masih terdapat
banyak kekurangan, sehingga perlu pengembangan lebih lanjut. Saran bagi pengembangan
aplikasi ini selanjutnya meliputi:
1.
Penggunaan lampu halogen yang sesuai dengan spektrofotometer standar agar besar
intensitas cahaya yang didapatkan juga lebih baik.
2.
Pengukuran kadar kurkumin segera dilakukan setelah ekstrak kunyit dibuat agar tidak
adanya perubahan pada kadar kurkumin.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
DAFTAR PUSTAKA
[1]
Seminar Nasional Kunyit (Curcuma longa): Tinjauan Filosofis dan Ilmiah,
http://ugm.ac.id/index.php?page=infougm&artikel=442, diakses 10 Juni 2012
[2]
Wardiyati, T., 2008, Eksplorasi dan Identifikasi Tanaman Temulawak (Curcuma
Xanthorhiza Roxb.) dan Kunyit (Curcuma domestica val.) sebagai Bahan Baku
Industri Biofarmaka : Laporan Penelitian Hibah Bersaing, http://elib.pdii.lipi.go.id/
katalog/index.php/searchkatalog/byId/54212, diakses 10 Juni 2012
[3]
Spektrofotometri, http://www.scribd.com/doc/53453920/Referensi-SpektrofotometerTerlengkap, diakses 10 Juni 2012
[4]
Kurniasih, G., Asmiyanti Djaliasrin Djalil, Dwi Hartanti, 2007, Penetapan Kadar
Kurkuminoid dalam Jamu Serbuk Galian Putri yang Mengandung Simplisia
Rimpang
Kunyit
(Curcuma
domestica
val.)
yang
Beredar
di
Kecamatan
Ketanggungan, http://jurnal.ump.ac.id/index.php/pharmacy/article/download/217/209,
diakses 17 Juli 2012
[5]
Joe, B., M. Vijaykumar, and B. R. Lokesh, 2004, Biological properties of curcumincellular and molecular mechanisms of action, Critical Review in Food Science and
Nutrition 44 (2), hal. 97-112.
[6]
ASEAN, 1993, Standard of Asean Herbal Medicine, Aksara Buana Printing, Jakarta,
p. 201.
[7]
Komarawinata, D., 2006, Budidaya dan Pasca Panen Tanaman Obat untuk
Meningkatkan Kadar Bahan Aktif, Makalah pada Seminar Status Teknologi Tanaman
Obat dan Aromatik, 13 Desember 2006, 8 hal.
[8]
Skoog, D.A., Leary, J. L., 1992, Principles of Instrumental Analysis, Saunders College
Publishing, Fort Worth.
[9]
Harris, D.C., 1999, Quantitative Chemical Analysis, W.H. Freeman and Company,
New York.
[10] Spektrum Elektromagnetik, http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22322/4/
Chapter%20II.pdf, diakses 14 Juli 2012
[11] Color, http://www.chm.davidson.edu/vce/coordchem/color.html, diakses 14 Juli 2012
[12] Lampu Halogen, 2009, http://simawa.unnes.ac.id/simawa_v2/?8f54a50516487b2361d
75
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
39aea9cc96625=53&e0d75b3f94b05c23f3ea53febf73d23c=0a3b36b190030c92ed9ed
66d89a8d917&egepeegepeegepeegepe=171&virtualcorpt=88bba21b36c45300c46f9f1
be02d504b, diakses 20 Juli 2012
[13] Sifat-Sifat Lensa Cembung, http://belajar.kemdiknas.go.id/index5.php?display=view&
mod=script&cmd=Bahan%20Belajar/Materi%20Pokok/SMA/view&id=200&uniq=39
27, diakses 20 Juli 2012
[14] Suharyanto, Karyono, Dwi Satya P., 2009, Fisika : untuk SMA dan MA Kelas XII,
Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta.
[15] Sistem Sensor Infra Merah, 2008, http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_
content&view=article&id=142:sistem-sensor-inframerah&catid=16:mikroprocessor
kontroller&Itemid=14, diakses 18 Juli 2012
[16] Eko P., Bonanto, Sumardi, ST. MT., Darjat, ST. MT., Perancangan Sistem
Monitoring Kecepatan dan Arah Angin Menggunakan Komunikasi ZigBee 2,4
GHz, http://eprints.undip.ac.id/25482/1/ML2F002565.pdf, diakses 30 Juli 2012
[17] Boylestad, Robert L., Louis Nashelsky, 1996, Electronic Devices and Circuit Theory,
Prentice Hall, New Jersey.
[18] -----, 2001, Datasheet LM741, Fairchild Semiconductor
[19] -----, 2006, Datasheet Microcontroler ATMega8535, ATMEL
[20] Winoto,
A.,
2008,
Mikrokontroler
AVR
ATMEGA8/
32/
16/
8535
dan
Pemrogramannya dengan Bahasa C pada WINAVR, Informatika, Bandung.
[21] Andrianto,
H.,
2008,
Pemrograman
Mikrokontroler
AVR
ATMEGA
16
Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR), Informatika, Bandung.
[22] LED (Light Emitting Diode), http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/301/jbptunikomppgdl-zenymuttaq-15026-3-bab2.doc, diakses 18 Juli 2012
[23] LED (Light Emitting Diode), 2011, http://rasapas.wordpress.com/2011/03/04/8/,
diakses 18 Juli 2012
[24] Honeycutt, Richard A., 1988, Op Amps and Linear Integrated Circuits, Delmar
Publishers Inc., New York.
[25] Power Supply (Catu Daya), http://www.undiksha.ac.id/e-learning/staff/dsnmateri/4/2240.pdf, diakses 02 Agustus 2012
[26] Walpole, Ronald E., 1995, Pengantar Statistika Edisi ke-3, PT. Gramedia Pustaka
Utama, Jakarta.
[27] -----, Datasheet BP 103, SIEMENS
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
[28] Water Dispenser Power Supply PCB Main Controller Board, http://www.made-inchina.com/showroom/jamiecom/offer-detailVMTmHelvCIRF/Sell-Water-DispenserPower-Supply-PCB-Main-Controller-Board-Electronic-Cooling-Water-Dispensersfor-Drinking-Trough-Fountain-Sh6429A-Sh6429.html, diakses 18 November 2012
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L1
LAMPIRAN A
Data Hasil Pengukuran
1. Hasil Pengukuran Kurva Baku Menggunakan Alat Ukur Hasil Perancangan
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Etanol
ADC
Tegangan (volt)
796
3,832
796
3,832
797
3,837
797
3,837
796
3,832
798
3,842
798
3,842
796
3,832
798
3,842
796
3,832
798
3,842
798
3,842
796
3,832
796
3,832
796
3,832
Rata-rata : 797
3,837
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
1 ppm
ADC
Tegangan (volt)
780
3,755
779
3,750
777
3,740
780
3,755
780
3,755
779
3,750
779
3,750
776
3,736
779
3,750
780
3,755
779
3,750
779
3,750
776
3,736
777
3,740
779
3,750
Rata-rata : 779
3,750
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L2
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
2 ppm
ADC
Tegangan (volt)
755
3,635
755
3,635
756
3,639
755
3,635
756
3,639
753
3,625
755
3,635
752
3,620
752
3,620
753
3,625
755
3,635
752
3,620
752
3,620
755
3,635
755
3,635
Rata-rata : 754
3,630
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
3 ppm
ADC
Tegangan (volt)
737
3,548
736
3,543
739
3,558
739
3,558
736
3,543
736
3,543
735
3,538
739
3,558
739
3,558
739
3,558
739
3,558
736
3,543
739
3,558
736
3,543
737
3,548
Rata-rata : 737
3,548
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L3
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4 ppm
ADC
Tegangan (volt)
718
3,457
718
3,457
718
3,457
719
3,462
718
3,457
716
3,447
718
3,457
716
3,447
718
3,456
718
3,457
716
3,447
717
3,452
718
3,457
717
3,452
719
3,462
Rata-rata : 718
3,457
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
5 ppm
ADC
Tegangan (volt)
697
3,356
697
3,356
696
3,351
696
3,351
697
3,356
695
3,346
695
3,346
695
3,346
696
3,351
695
3,346
695
3,346
695
3,346
695
3,346
696
3,351
696
3,351
Rata-rata : 696
3,351
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L4
2. Hasil Pengukuran Larutan Kunyit Menggunakan Alat Ukur Hasil Perancangan
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Karanganyar
ADC
Tegangan (volt)
722
3,476
723
3,481
724
3,485
722
3,476
724
3,485
723
3,481
723
3,481
723
3,481
724
3,485
723
3,481
723
3,481
725
3,490
723
3,481
723
3,481
724
3,485
Rata-rata : 723
3,481
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Magelang
ADC
Tegangan (volt)
739
3,558
738
3,553
739
3,558
740
3,562
738
3,553
739
3,558
737
3,548
739
3,558
739
3,558
737
3,548
739
3,558
738
3,553
739
3,558
740
3,562
739
3,558
Rata-rata : 739
3,558
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L5
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Wonosobo
ADC
Tegangan (volt)
749
3,606
748
3,601
747
3,596
748
3,601
748
3,601
747
3,596
748
3,601
749
3,606
748
3,601
748
3,601
749
3,606
748
3,601
749
3,606
748
3,601
748
3,601
Rata-rata : 748
3,601
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Imogiri
ADC
Tegangan (volt)
768
3,697
766
3,688
768
3,697
769
3,702
767
3,692
768
3,697
766
3,688
769
3,702
768
3,697
769
3,702
768
3,697
769
3,702
768
3,697
768
3,697
769
3,702
Rata-rata : 768
3,698
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L6
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Wonogiri
ADC
Tegangan (volt)
776
3,736
775
3,731
776
3,736
775
3,731
776
3,736
775
3,731
775
3,731
777
3,740
775
3,731
775
3,731
776
3,736
775
3,731
774
3,726
775
3,731
777
3,740
Rata-rata : 775
3,731
3. Hasil Pengujian Kalibrasi Absorban Kurva Baku Menggunakan Alat Ukur Hasil
Perancangan pada LCD Character
No. Absorban kurva baku alat ukur Hasil pengujian kalibrasi
1.
0,087
0,168
2.
0,207
0,350
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L7
No. Absorban kurva baku alat ukur Hasil pengujian kalibrasi
3.
0,284
0,466
4.
0,380
0,612
5.
0,486
0,772
4. Tampilan Proses Pengukuran Kadar Kurkumin pada LCD Character
No.
1.
2.
3.
4.
5.
Daerah
Karanganyar
Magelang
Wonosobo
Imogiri
Wonogiri
Absorban larutan
kunyit
0,356
0,279
0,236
0,140
0,106
Hasil
kalibrasi
0,575
0,459
0,394
0,248
0,197
Kadar
kurkumin
3,703
2,909
2,466
1,477
1,126
% Kadar
kurkumin
0,741
0,582
0,493
0,295
0,225
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L8
No.
Daerah
1.
Karanganyar
2.
Magelang
3.
Wonosobo
Tampilan pada LCD Character
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L9
No.
Daerah
4.
Imogiri
5.
Wonogiri
Tampilan pada LCD Character
5. Hasil Pengujian Catu Daya dengan Multimeter Digital
No.
Tegangan
1.
+5 volt
Tampilan pada multimeter digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L10
No.
Tegangan
2.
+12 volt
3.
-12 volt
Tampilan pada multimeter digital
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L11
LAMPIRAN B
Data Hasil Pengukuran Ulang
Absorban Larutan Kunyit Menggunakan Spektrofotometer Standar
Berdasarkan analisa pada bab IV, penyebab persen error yang cukup besar antara
pengukuran menggunakan alat ukur hasil perancangan dengan pengukuran menggunakan
spektrofotometer standar adalah adanya perubahan pada sampel kunyit. Pembuktian
terhadap sampel kunyit pun dilakukan untuk mengetahui ada atau tidak perubahan
terhadap nilai absorban larutan kunyit.
Pembuktian dilakukan dengan menggunakan larutan kunyit yang berasal dari
daerah Karanganyar. Sampel kunyit ini berbeda dengan yang digunakan untuk pengukuran
pada bab IV. Nilai absorban larutan kunyit yang didapat pada pengukuran yang pertama
pada tanggal 05 Desember 2012 menggunakan spektrofotometer standar dengan panjang
gelombang 422nm adalah sebesar 0,379 Abs. Data hasil pengukuran larutan kunyit yang
pertama ini dapat dilihat pada L12.
Setelah itu, larutan kunyit dibiarkan terbuka pada tanggal 01 Januari 2013 sampai
dengan tanggal 03 Januari 2013. Jadi, selama dua hari larutan dibiarkan terbuka. Nilai
absorban larutan kunyit yang didapat pada pengukuran yang kedua pada tanggal 03 Januari
2013 menggunakan spektrofotometer standar dengan panjang gelombang 422nm adalah
sebesar 0,334 Abs. Hasil yang didapat mempunyai selisih sebesar 0,045 Abs dari
pengukuran yang pertama. Data hasil pengukuran larutan kunyit yang kedua ini dapat
dilihat pada L13.
Hasil pengukuran ini membuktikan bahwa sampel larutan kunyit yang digunakan
untuk pengukuran pada bab IV mengalami perubahan disebabkan karena larutan kunyit
yang dibiarkan terbuka terpengaruh oleh keadaan lingkungan sekitar. Beberapa
penanganan terhadap larutan kunyit yang seharusnya dilakukan adalah melapisi botol
larutan kunyit yang digunakan menggunakan kertas aluminium foil agar terhindar dari
sinar matahari secara langsung. Kemudian, kuvet yang digunakan juga hanya digunakan
untuk satu kali pengukuran. Pengukuran larutan kunyit selanjutnya harus menggunakan
kuvet yang baru.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L12
Data hasil pengukuran larutan kunyit yang pertama dari daerah Karanganyar:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L13
Data hasil pengukuran larutan kunyit yang kedua dari daerah Karanganyar:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L14
LAMPIRAN C
Petunjuk Penggunaan Alat Ukur Kadar Kurkumin
7
Keterangan Gambar:
1. Penutup kuvet
4. Tombol pengulangan (kuning)
2. Tombol on-off
5. Tombol push-on (hijau)
3. Konektor AC 220 volt
6. LCD character
7. Tombol reset
Proses Pengukuran
1. Pengukuran Etanol
a. Pastikan bahwa kabel yang dihubungkan ke konektor AC 220 volt sudah terpasang
dengan baik.
b. Masukkan kuvet yang sudah diisi etanol terlebih dahulu melalui lubang penutup
kuvet dan tempatkan pada dudukan kuvet yang sudah dirancang.
c. Tekan tombol on-off.
d. Alat ukur kadar kurkumin akan langsung mengukur besar serapan cahaya pada
etanol, kemudian menampilkan data berupa nilai ADC dan tegangan yang pertama.
e. Proses pengukuran etanol selesai.
2. Pengukuran Larutan Kunyit
a. Sistem kemudian akan meminta user untuk memasukkan kuvet yang diisi larutan
kunyit.
b. User harus segera mengganti kuvet etanol dengan kuvet larutan kunyit melalui
lubang penutup kuvet dan menempatkannya pada dudukan kuvet.
c. Tekan tombol berwarna hijau selama beberapa detik sampai sistem memberitahu
user bahwa tombol hijau telah ditekan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L15
d. Sistem akan menampilkan data berupa nilai ADC dan tegangan yang kedua, besar
absorban antara tegangan yang pertama dan yang kedua, absorban yang sudah
dikalibrasi dengan spektrofotometer standar, nilai kadar kurkumin, dan persentase
kadar kurkumin.
e. Proses pengukuran larutan kunyit selesai.
3. Pengulangan Mengukur Kadar Kurkumin
a. Sistem kemudian akan menanyakan user apakah mau mengulang pengukuran kadar
kurkumin lagi atau tidak. Jika ya, user akan diminta memasukkan kuvet etanol.
Kemudian tekan tombol berwarna kuning selama beberapa detik. Sistem akan
kembali mengulangi proses pengukuran pada poin 1 dan 2. Jika tidak, user tidak
perlu menekan tombol apapun. Sistem akan memberitahu user bahwa semua
pengukuran telah selesai dilakukan.
b. Apabila sistem sudah memberitahu user bahwa semua pengukuran telah selesai
dilakukan, user tidak dapat mengukur kadar kurkumin lagi walaupun tombol
berwarna kuning sudah ditekan. User hanya perlu menekan tombol reset yang
terdapat pada mikrokontoler alat ukur. Sistem akan kembali mengulangi proses
pengukuran pada poin 1 dan 2.
Catatan :
a. Kuvet yang digunakan adalah kuvet berbahan plastik yang hanya bisa digunakan untuk
satu kali pengukuran larutan saja.
b. Kuvet mempunyai permukaan yang halus dan kasar, tetapi permukaan kuvet yang halus
saja yang digunakan dalam pengukuran. Pastikan bahwa permukaan kuvet yang dikenai
oleh cahaya adalah bagian permukaan kuvet yang halus.
Bagian
permukaan
kuvet yang
kasar
c. Pastikan juga bahwa kuvet yang digunakan dalam keadaan bersih.
Tanda bagian
permukaan
kuvet yang halus
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L16
LAMPIRAN D
Rangkaian Lengkap Perancangan
Alat Ukur Kadar Kurkumin Menggunakan Monokromator Prisma
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L17
LAMPIRAN E
Listing Program Mikrokontroler
/*****************************************************
This program was produced by the
CodeWizardAVR V1.25.8 Standard
Automatic Program Generator
© Copyright 1998-2007 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.
http://www.hpinfotech.com
Project
Version
Date
Author
Company
Comments
:
:
: 11/10/2012
: Ferry
: USD
:
Chip type
: ATmega8535
Program type
: Application
Clock frequency
: 12,000000 MHz
Memory model
: Small
External SRAM size : 0
Data Stack size
: 128
*****************************************************/
#include <mega8535.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <delay.h>
#define PD0 PIND.0
//setiap kemunculan "PD0" akan diganti dengan PIND.0
#define PD2 PIND.2
//setiap kemunculan "PD2" akan diganti dengan PIND.2
char lcd_buffer[33];
unsigned int nilaiADC, i;
float vin1, vin2, Y1, Y2, absorban, Y, X, P;
const float v=0.004775;
const float a =0.031;
const float b=0.147;
const float m=1.515;
const float c=0.036;
// Alphanumeric LCD Module functions
#asm
.equ __lcd_port=0x18; PORTB
#endasm
#include <lcd.h>
#define ADC_VREF_TYPE 0x00
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L18
// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}
// Declare your global variables here
unsigned int BACA_adc(char loop, char adc_ke)
{
unsigned int hasil=0, tmp;
float rata=0;
unsigned char x;
for (x=0; x<loop; x++)
{
tmp = read_adc(adc_ke);
hasil = tmp + hasil;
delay_ms(1);
}
rata = hasil / loop;
return floor(rata); // pembulatan ke bawah
}
ukur (void)
{
{
goto ADC_pertama;
}
ADC_pertama:
//pengukuran ADC dan tegangan yang pertama
{
{
lcd_gotoxy (1,0);lcd_putsf("Teg. keluaran");
lcd_gotoxy (2,1);lcd_putsf("yang pertama");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
nilaiADC = BACA_adc(100, 0); // loop 100 kali yang di baca ADC PORTA.0
vin1=(nilaiADC*v);
//vin1=(nilaiADC)*(4,89/1024));
sprintf(lcd_buffer,"ADC1:%4i",nilaiADC);lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts(lcd_buffer);
sprintf(lcd_buffer,"Teg.1 : %0.3f V",vin1);lcd_gotoxy(0,1);lcd_puts(lcd_buffer);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L19
delay_ms(2000);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Pengukuran yang");
lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("pertama selesai ");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
goto aksi;
}
aksi:
{
//proses awal pengukuran kedua
{
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Masukkan kuvet");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan kunyit");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Setelah itu");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
goto ukur_kedua;
}
ukur_kedua:
//proses pengukuran kedua
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Silahkan tekan");
lcd_gotoxy (2,1); lcd_putsf("tombol hijau");
delay_ms(3000);
lcd_clear();
{
PORTD=0b11111101;
if (PD0==0)
//tombol push-on ditekan
{
{
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Tombol hijau");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Teg. keluaran");
lcd_gotoxy (3,1); lcd_putsf("yang kedua");
delay_ms(2000);
for (i=0;i<7;i++)
{
PORTD=0b11111111;
delay_ms(200);
PORTD=0b11111101;
delay_ms(200);
}
lcd_clear();
goto ADC_kedua;
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L20
ADC_kedua:
//pengukuran ADC dan tegangan yang kedua
{
nilaiADC = BACA_adc(100, 0);
// loop 100 kali yang di baca ADC
PORTA.0
vin2=(nilaiADC *v);
//vin2=(nilaiADC*(4,89/1024));
sprintf(lcd_buffer,"ADC2:%4i",nilaiADC);lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts(lcd_buffer);
sprintf(lcd_buffer,"Teg.2 : %0.3f V",vin2);lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(2000);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Pengukuran yang");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("kedua selesai");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
goto serapan;
}
serapan:
{
Y1=vin1;
//nilai tegangan pengukuran pertama
Y2=vin2;
//nilai tegangan pengukuran kedua
absorban=Y1-Y2;
//proses perhitungan nilai absorban
sprintf(lcd_buffer,"Absorban:%0.3f V",absorban);lcd_gotoxy(0,0);
lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(1000);
goto kalibrasi;
}
kalibrasi:
//proses kalibrasi
{
Y=m*absorban+c;
goto nilai_kadar;
}
nilai_kadar:
{
sprintf(lcd_buffer,"Standar:%0.3f",Y);lcd_gotoxy(0,1);
lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(3000);
lcd_clear();
X=((Y-a)/b);
//nilai kadar kurkumin
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Kadar Kurkumin");
sprintf(lcd_buffer,"%0.3f ug/ml",X);lcd_gotoxy(2,1);lcd_puts(lcd_buffer);
delay_ms(3000);
lcd_clear();
goto persen_kadar;
}
persen_kadar:
{
lcd_clear();
P=X*0.2;
//nilai persen kadar kurkumin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L21
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("% Kadar Kurkumin");
sprintf(lcd_buffer,"%0.3f",P);lcd_gotoxy(2,1);lcd_puts(lcd_buffer);
lcd_gotoxy(10,1);lcd_putsf("% b/b");
delay_ms(3000);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (3,0); lcd_putsf("Pengukuran");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai");
delay_ms(2000);
goto ulang;
}
ulang:
{
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Apakah Anda mau");
lcd_gotoxy (0,1); lcd_putsf("mengukur lagi ?");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (4,0); lcd_putsf("Jika ya,");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Masukkan kuvet");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("larutan etanol");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Kemudian tekan");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("tombol kuning");
delay_ms(6000);
lcd_clear();
if (PD2==0)
//jika tombol pengulangan ditekan
{
lcd_gotoxy (1,0); lcd_putsf("Tombol kuning");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah ditekan");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
ukur();
}
else
//jika tombol pengulangan tidak ditekan
{
goto selesai;
}
}
selesai:
{
lcd_gotoxy (0,0); lcd_putsf("Semua pengukuran");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("telah selesai");
delay_ms(2000);
lcd_clear();
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Terima kasih");
delay_ms(2000);
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L22
}
else
{
//tombol push-on belum ditekan
lcd_gotoxy (2,0); lcd_putsf("Tombol hijau");
lcd_gotoxy (1,1); lcd_putsf("belum ditekan");
delay_ms(1500);
lcd_clear();
goto ukur_kedua;
}
}
}
}
}
void main(void)
{
// Declare your local variables here
// Input/Output Ports initialization
// Port A initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTA=0x00;
DDRA=0x00;
// Port B initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;
// Port C initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;
// Port D initialization
// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In
// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T
PORTD=0xFF;
DDRD=0x02;
// Timer/Counter 0 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 0 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC0 output: Disconnected
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L23
TCCR0=0x00;
TCNT0=0x00;
OCR0=0x00;
// Timer/Counter 1 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 1 Stopped
// Mode: Normal top=FFFFh
// OC1A output: Discon.
// OC1B output: Discon.
// Noise Canceler: Off
// Input Capture on Falling Edge
// Timer 1 Overflow Interrupt: Off
// Input Capture Interrupt: Off
// Compare A Match Interrupt: Off
// Compare B Match Interrupt: Off
TCCR1A=0x00;
TCCR1B=0x00;
TCNT1H=0x00;
TCNT1L=0x00;
ICR1H=0x00;
ICR1L=0x00;
OCR1AH=0x00;
OCR1AL=0x00;
OCR1BH=0x00;
OCR1BL=0x00;
// Timer/Counter 2 initialization
// Clock source: System Clock
// Clock value: Timer 2 Stopped
// Mode: Normal top=FFh
// OC2 output: Disconnected
ASSR=0x00;
TCCR2=0x00;
TCNT2=0x00;
OCR2=0x00;
// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
// INT2: Off
MCUCR=0x00;
MCUCSR=0x00;
// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization
TIMSK=0x00;
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L24
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 750,000 kHz
// ADC Voltage Reference: AREF pin
// ADC High Speed Mode: Off
// ADC Auto Trigger Source: None
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x84;
// LCD module initialization
lcd_init(16);
lcd_gotoxy (4,0);lcd_putsf("Alat Ukur");
lcd_gotoxy (1,1);lcd_putsf("Kadar Kurkumin");
delay_ms(6000);
lcd_clear();
while (1)
{
// Place your code here
ukur();
//proses pengukuran pertama
goto out;
}
out:
}
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L25
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L26
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L27
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L28
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L29
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L30
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L31
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L33
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L34
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L35
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L36
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L37
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L38
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L39
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L40
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L41
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L42