ipi379527.pdf

Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 RANCANG BANGUN SISTEM PENGUKURAN Ph METER DENGAN MENGGUNAKAN MIKROKONTROLLER ARDUINO UNO Eko Ihsanto1,Sadri Hidayat2 1,2 Jurusan Elektro, Universitas Mercu Buana Jl. Meruya Selatan, Kebun Jeruk - Jakarta Barat. Telepon: 021-5857722 (hunting), 5840816 ext. 2600 Fax: 021-5857733 Abstrak - Peningkatan pencemaran ini lingkungan di era globalsasi sekarang keasaman/kebasaan air antara 1-10 ini makin pH. (2) Data pH tersebut dapat bersih dikirim melalui bluetooth HC-06 dan terutama yang dipakai sebagai bahan dibaca secara wireless di perangkat baku air minum. Salah satu cara Android dengan aplikasi BlueTerm. dapat sulitnya mengakibatkan mendapatkan air dapat mengukur derajat untuk mengetahui air tersebut baik atau tidaknya adalah dengan cara Kata Kunci: Android pH meter, mengukur bluetooth pH meter, Arduino pH Untuk kadar kebutuhan diperlukan suatu keasaman nya. tersebut maka rancangan meter, Wireless pH meter. alat sistem pengukuran pH. Salah satu PENDAHULUAN rancangan yang dapat di gunakan adalah menggunakan ini, industri berkembang dengan mikrokontroler Arduino Uno yang cepat seiring pertumbuhan penduduk dapat dibaca dengan Android melalui dan bluetooth. yang perkembangannya cara tempat terutama perkotaan banyak digunakan dengan Di era globalisasi sekarang Metodologi yaitu dengan kemajuan teknologi. di Dalam beberapa mengumpulkan artikel tentang pH, dibangun menguji keluaran sensor pH ketika di makanan, pabrik pakaian, industri celupkan manufaktur dan lain sebagainya. pada beberapa sampel pabrik, seperti; pabrik cairan, membuat program Arduino, Pembangunan pabrik-pabrik menguji pengiriman data melalui tersebut yang asalnya jauh dari bluetooth dan menampilkan nilai pH pemukiman penduduk kini hampir tersebut didalam Android. Dari hasil semua penelitian ini didapat: (1) pH meter disekitarnya masyarakat yang yang Vol.5 No.3 September 2014 lokasi pabrik tinggal 139 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 juga berkembang memenuhi areal disekitarnya, sehingga dengan Seperti yang telah disyaratkan melalui sendirinya keberadaan pabrik dan Kesehatan masyarakat akan saling berhubungan NOMOR dan saling mempengaruhi. /2002 Pabrik sebagai unit produksi tidak lepas dari air limbah. Keputusan Menteri Republik Indonesia, 907/MENKES/SK TENTANG: Dan Pengawasan /VII Syarat-Syarat Kualitas Air Minum, salah satunya menyebutkan Pembuangan air limbah tersebut bahwa bahan-bahan sudah pasti akan dibuang kesungai harus memiliki pH antara 6.5 – 8,5 ionorganik yang ada di sekitar pabrik tersebut. Air minum yang paling ideal Dalam hal pembuangan air limbah adalah mempunyai pH 7 (pH netral), tersebut tentunya harus dipastikan pH air hujan berbeda-beda di setiap bahwa kota, yaitu antara 3 s/d 6 dan pH air air limbah sebagai sisa operasional pabrik tersebut harus laut adalah sekitar 8,2 benar-benar di pastikan bahwa kadar Meskipun banyak syarat-syarat air tersebut tidak boleh mencemari yang lainnya untuk air minum, disini lingkungan atau peneliti akan mencoba merancang masyarakat pada umumnya. Maka salah satu kebutuhan tersebut yaitu dari dengan itu sekitarnya setiap membuang air seharusnya pabrik limbah membuat yang melakukan perancangan sudah sistem alat ukur pH meter dengan suatu menggunakan pengolahan air limbah agar air teknologi mikrokontroler dan Bluetooth limbah yang dibuang tersebut benarbenar netral dan tidak mencemari TEORI lingkungan sekitarnya. Sensor pH Dengan kondisi ini, kita pH adalah derajat sebagai mahluk hidup akan selalu keasaman yang digunakan untuk membutuhkan air minum dan air menyatakan tingkat keasaman atau bersih sebagai sumber kehidupan. kebasaan yang dimiliki oleh suatu Sudah barang tentu air minum yang larutan. kita kologaritma aktivitas ion hidrogen perlukan adalah air memenuhi standar kesehatan. Vol.5 No.3 September 2014 yang (H+) Ia yang didefinisikan terlarut. sebagai Koefisien 140 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya berdasarkan ditentukan persetujuan Bila pH < 7 larutan bersifat asam, pH > 7 larutan bersifat basa. Dalam larutan neutral pH=7.  Tegangan operasi: 5 V  Tegangan input (recomended):  Tegangan input (limit): 6 – 20 Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR perusahaan Atmel. Mikrokontroler itu sendiri adalah chip atau IC (Integrated Circuit) yang bisa diprogram menggunakan Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar Arduino Uno sebagai berikut: 7 – 12 V Arduino komputer. Adapun data teknis board  Mikrokontroler: Arduino UNO internasional. dari Gambar 1. Arduino Uno rangkaian elektronik dapat membaca input, proses dan output sebuah rangkaian elektronik. V  Pin digital I/0: 14 (6 diantaranya pin PWM)  Pin analog input: 6  Arus DC per pin I/0: 40 mA  Arus DC untuk pin 3.3 V : 150 mA  Flash memory: 32 Kb dengan 0.5 Kb digunakan untuk bootloader  SRAM: 2 KB  EEPROM: 1 KB  Kecepatan pewaktu: 16 Mhz Soket USB Soket untuk USB kabel adalah USB soket yang disambungkan ke komputer atau laptop yang berfungsi untuk mengirimkan program ke arduino Vol.5 No.3 September 2014 141 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 dan juga sebagai port komunikasi jraknya mencapai 10 meter dengan serial. kecepatan transfer data mencapai 800 Kbps. Namun mempunyai interferensi Bluetooth tetap kekurangan, yaitu dari frekuensi radio lainnya. Namun dari perkembangan teknologi, Bluetooth lebih banyak digunakan dari pada IrDa. Gambar 2. Soket USB Sambungan dari komputer ke Komunikasi menggunkan board Arduino menggunakan USB, Bluetooth ini dikenal pula dengan bukan serial atau parallel port, istilah PAN (Personal Area Network) sehingga yang akan mudah diatur berdasarkan standar menghubungkan Arduino ke PC atau IEEE 802.15. Saat ini, Bluetooth laptop memiliki yang digunakan adalah versi 4.0 serial/parallel port. Arduino Uno yang mengkonsumsi lebih sedikit menggunakan chip AVR Atmega energi. 328 yang memiliki fasilitas PWM, Android yang komunikasi tidak serial, ADC, timer, Android adalah sebuah interupt, SPI dan 12C. Sehingga software open-source yang dibuat Arduino bisa digabungkan bersama untuk beragam perangkat dengan modul atau alat lain dengan protokol faktor bentuk yang berbeda. Tujuan yang berbeda-beda. utama dari Android adalah untuk Komunikasi Bluetooth menciptakan Bluetooth platform pada perangkat lunak open tersedia untuk frekuensi radio, dan didalam bekerja operator, OEM, dan pengembang tidak harus line of sight seperti untuk halnya infrared. Bluetooth frekuensi mereka menjadi kenyataan dan untuk radio ISM 2.4 GHz. Kelebihan lain memperkenalkan dari dunia Bluetooth kemampuannya dinding bekerja sebuah untuk penghalang. Vol.5 No.3 September 2014 adalah membuat nyata ide-ide sukses, yang inovatif produk meningkatkan menembus pengalaman mobile bagi pengguna. Sedangkan Android juga ingin memastikan 142 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana bahwa tidak ada pusat Sistem perancangan pH meter dapat kegagalan, di mana satu pemain dilihat di gambar 3 dan komponen industri atau utama dalam perancangan ini dapat lain. dilihat dapat mengontrol Hasilnya titik ISSN : 2086‐9479 membatasi inovasi adalah konsumen yang penuh, produksi produk berkualitas pada sistem hardware dibawah. Sistem Hardware dengan kode sumber terbuka untuk Sistem hardware adalah perangkat kustomisasi. keras yang digunakan dalam perancangan sistem ini. Secara garis Bahasa Pemrograman Arduino Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C. Tetapi bahasa ini sudah menggunakan dipermudah fungsi-fungsi yang besar perangkat keras digunakan dalam sistem ini adalah sebagai berikut: 1. Sensor pH 2. Mikroprosesor Arduino Uno sederhana sehingga pemula pun bisa 3. Modul Bluetooth HC-06 mempelajarinya 4. Android Device dengan cukup yang mudah. Untuk membuat program Arduino dan mengupload ke dalam board Arduino, anda membutuhkan software Arduino IDE (Integrated Development Enviroment) Aplikasi BlueTerm Aplikasi ini merupakan VT100 terminal berkomunikasi emulator dengan untuk perangkat serial menggunakan bluetooth serial Gambar 3. Sistem Arsitektur Alat adaptor. RFCOMM / SPP protokol Pengukur pH mengemulasi Sistem komunikasi melalui bluetooth. serial Software Program Arduino Uno Perancangan Alat Vol.5 No.3 September 2014 143 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana Dalam merancang program Arduino, ada beberapa hal yang dibahas sebagai berikut: 1) Program untuk ISSN : 2086‐9479 - Analog to Digital Converter; Analog Input (pin A0)Arduino : 0 – 5 Vdc Komunikasi Digital Output : 0-1023 ( integer ) Analog Serial: Jadi // initialisasi komunikasi serial pada dibuatlah persamaan sebagai berikut : 9600 bits per second: Serial.begin(9600); pH = Setting ini mengikuti default bluetooth dan disesuaikan dengan serial port pada Device Manager dari USB Serial Converter 2) Perhitungan konversi dari data analog input ke data serial: Kalkulasi dalam pemrograman ini di perlukan untuk penyesuaian pengukuran dengan melakukan antara dari skala analog input yang akan pembacaan (�����−min �����) ���� ����� min ������ � ���� ������ + Misalkan, jika dalam pengkuran pH air keran dikatakan pH nya 7 dengan output yang dihasilkan sebesar 141,74 mV, atau dalam bilangan integer adalah 29, maka digital output yang akan dihasilkan adalah: pH = (29 − 95) � 13 + 1 −138,667 ditampilkan di Android. Hasilnya adalah : 7,19 // perhitungan skala pembacaan nilai Maka bilangan 7,19 tersebut akan pH ditampilkan sebagi nilai pH yang float asambasa = (((( akan dikirim dan di tampilkan di analogRead(A0) - 95 ) / -138.667 ) * Android. 13 ) + 1) ; 3) Program untuk print tampilan di Sebagai gambaran, metoda untuk melakukan kalkulasi dapat perangkat Android //print nilai pH dijelaskan seperti dibawah ini: Serial.println ("pH:"); - Sensor pH; Serial.println(asambasa); Daerah ukur nya adalah pH : 1 – 14, // cetak keterangan: Dengan asumsi outputnya adalah : Serial.println("Keterangan :"); 464,31 s/d -234,65 mV Vol.5 No.3 September 2014 if (asambasa > threshold) 144 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 Serial.println("BASA"); Tabel if (asambasa == threshold) Sensor 1. Pengukuran output Serial.println("NETRAL"); if (asambasa < threshold) Serial.println("ASAM"); // Convert the analog reading (which goes from 0 - 1023) to a voltage (0 - 5V): int raw = analogRead (A0); float voltage = analogRead (A0) * // print out the value you read: Serial.println ("RAW:"); Serial.println (raw); Serial.println ("Analog Input Analog Input(mV) ((5.0 / 1023.0)*1000); 600 400 200 0 -200 -400 1 (mV):"); 3 5 7 9 11 13 pH Serial.println (voltage); 4. Pengujian Dan Analisa Alat Gambar 4. Grafik Output Sensor pH Pengujian Hasil dilakukan untuk Pengujian Sitem Secara memastikan bahwa sistem yang Keseluruhan. dirancang sudah berjalan sesuai Dari hasil pengujian sistem secara dengan keseluruhan didapat table sebagai rencana. Pengujian dilakukan dengan dua tahap yaitu; berikut: yang pertama dengan cara terpisah Tabel 2. Pengukuran pH dan yang ke dua dengan cara terintegrasi. Pengujian Sensor pH Dari hasil pengujian sensor didapat data sebagai berikut: Vol.5 No.3 September 2014 145 Jurnal Teknik Elektro, Universitas Mercu Buana ISSN : 2086‐9479 KESIMPULAN “Pengaruh Ph Pada Proses Dari hasil pengujian dapat diambil Koagulasi Dengan Koagulan kesimpulan antara lain sebagai Aluminum Sulfat Dan Ferri berikut: Klorida”, Jurnal Teknologi 1) pH Sensor yang dihubungkan Lingkungan, Vol. 5, No. 2, langsung pada Analog Input pin Desember 2009, pp. 40-45 (A0) dari Arduino Uno dapat ISSN: 1829-6572. membaca data float dengan 4. Elvy Zamidra Zam, Cara jankauan 1 – 9 pH dan dengan Mudah Membuat Jaringan resolusi 0,01. Wireless, Penerbit PT. Alex 2) Koneksi Arduino dan Android Media Komputindo, Jakarta berhasil untuk mengirim data 2014. float melalui modul Bluetooth 5. Diakses 16 Juni HC-06 dan aplikasi Blueterm di 2014, http://arduino.cc/en/Ref Android. erence/HomePage, AnalogRead(). Daftar Pustaka 1. Sukarjo, KIMIA FISIKA, 6. Diakses 17 Juni Penerbit PT. Rineka Cipta, 2014, http://source.android.co Cetakan m/source/index.html "Philoso keempat, Jakarta phy 2013 2. Diakses 19 Juli 2014. http://www.ilmukimia. and Goals". Android Open Source Project. 7. Di akses 27 Juni org/2013/01/teori-asam-dan- 2014, http://www.airminumis basa.html. “Teori Asam dan iulang.com/news/41/ph_air Basa”. dan_beberapa_aspek_yangme 3. Rachmawati S.W., Bambang Iswanto, Winarni, Vol.5 No.3 September 2014 mpengaruhinya. 2009. 146