Top Banner
DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN SENSOR OPTOCOUPLER UNTUK MENGANALISIS KUALITAS AIR MINUM DI BAK SEDIMENTASI PADA INSTALASI PENGOLAHAN AIR (IPA) PDAM ”WAY RILAU” KOTA BANDAR LAMPUNG (Skripsi) Oleh Akhfi Zamri JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS LAMPUNG 2017
64

DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Feb 06, 2018

Download

Documents

trinhdiep
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN

SENSOR OPTOCOUPLER UNTUK MENGANALISIS KUALITAS

AIR MINUM DI BAK SEDIMENTASI PADA INSTALASI

PENGOLAHAN AIR (IPA) PDAM ”WAY RILAU”

KOTA BANDAR LAMPUNG

(Skripsi)

Oleh

Akhfi Zamri

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

2017

Page 2: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

i

ABSTRAK

DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN

SENSOR OPTOCOUPLER UNTUK MENGANALISIS KUALITAS AIR

MINUM DI BAK SEDIMENTASI PADA INSTALASI PENGOLAHAN AIR

(IPA) PDAM ”WAY RILAU” KOTA BANDAR LAMPUNG

Oleh

AKHFI ZAMRI

Telah dirancang dan dibuat alat yang mampu mendeteksi kekeruhan air pada instalasi

pengolahan air di PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung. Alat yang dirancang

untuk menganalisis kualitas air minum di bak sedimentasi dibuat lebih praktis dan

mudah pemakaiannya. Desain dirancang menggunakan Arduino UNO R3, LED RGB

dan penampil LCD I2C dan alat disimpan pada SD Card dengan Sensor yang

digunakan adalah Optocoupler pengujian sensor menggunakan air jernih dan

penambahan tiap tetes susu kental manis untuk mendapatkan respon dan kesamaan

dengan alat standar yang digunakan PDAM. Hasil pengujian menunjukkan bahwa

semakin banyak tetesan susu maka semakin besar tegangan yang dihasilkan.

Pembacaan uji sensor pada alat buatan dimulai dari 09 mV sampai dengan 498 mV,

sedangkan alat standar PDAM Way Rilau dimulai dari 0 NTU sampai 130,6 NTU.

Setelah didapatkan data pengujian sensor, dimasukan rumus untuk menyesuaikan alat

buatan dengan alat standar menggunakan bahasa C, kemudian tahap selanjutnya

pengambilan data pengujian sampel air di bak sedimentasi, pada alat standar,

kekeruhan terbesar adalah 11,2 NTU dan yang terkecil 3,2 NTU, sedangkan pada alat

buatan nilai terbesarnya adalah 8,1 dan untuk nilai terkecil 5,7.

Kata Kunci: Optocoupler, NTU, Arduino UNO.

Page 3: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

ii

ABSTRACT

DESIGN OF TURBIDITY WATER DETECTOR USING OPTOCOUPLER

SENSOR FOR ANALYSING THE QUALITY OF DRINKING WATER IN

SEDIMENTATION TANK OF WATER TREATMENT PLANT (IPA)

PDAM “WAY RILAU” BANDAR LAMPUNG

Oleh

AKHFI ZAMRI

It has been designed and fabricated the turbidity water datector in water

treatment plant PDAM Way Rilau Bandar Lampung. The instument that is

designed for analysing the quality of drinking water in sedimentation tank made

on more practical and more easy. The design using Arduino UNO R3, LED RG,

and LCD 12C with SD Card for saving the data. The sensor that was used is

Optocouple. The sensor is tested by using clear water at first and than add each

drop of cream milk to find a respond and similarity with the standard instument of

PDAM. The result of the test indicate that the more cream milk in the water, the

more voltage is obtained. The perusal of sensor in the design instument been set

from 09 mV until 498 mV, while the standard instument of PDAM Way Rilau

Bandar Lampung been set from 0 NTU until 130,6 NTU. After the result of sensor

been obtained, bahasa C formula is added into design instrument for adjusting

with the standard instument. The data is taken by using water sample from

sedimentation tank at PDAM. The best result of standar instument is 11,2 NTU

and the worst is 3,2 NTU, while on the design instrument the best result is 8,1 and

the worst is 5,7.

Keyword: Optocoupler, NTU, Arduino UNO.

Page 4: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR MENGGUNAKAN

SENSOR OPTOCOUPLER UNTUK MENGANALISIS KUALITAS

AIR MINUM DI BAK SEDIMENTASI PADA INSTALASI

PENGOLAHAN AIR (IPA) PDAM ”WAY RILAU”

KOTA BANDAR LAMPUNG

Oleh

Akhfi Zamri

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar

SARJANA SAINS

Pada

Jurusan Fisika

Fakuktas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Lampung

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

Page 5: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Judul : DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR

MENGGUNAKAN SENSOR OPTOCOUPLER

UNTUK MENGANALISIS KUALITAS AIR

MINUM DI BAK SEDIMENTASI PADA

INSTALASI PENGOLAHAN AIR (IPA) PDAM

”WAY RILAU” KOTA BANDAR LAMPUNG

Nama Mahasiswa : Akhfi Zamri

Nomor Pokok Mahasiswa : 1017041015

Jurusan : Fisika

Fakultas : Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

MENYETUJUI

1. Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Warsito, S.Si., D.E.A. Drs. Amir Supriyanto, M.Si.

NIP. 19710212 199512 1 001 NIP. 19650407 199111 1 001

2. Ketua Jurusan Fisika

Arif Surtono, S.Si.,M.Si., M.Eng.

NIP. 19710909 200012 1 001

Page 6: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

MENGESAHKAN

1. Tim penguji

Ketua : Prof. Dr. Warsito, S.Si., D.E.A. ………………

Sekertaris : Drs. Amir Supriyanto, M.Si. ………………

Penguji

Bukan pembimbing : Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. ………………

2. Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

3.

Prof. Dr. Warsito, S.Si., D.E.A NIP. 19710212 199512 1 001

Tanggal Lulus Ujian Skripsi: 26 April 2017

Page 7: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

vi

PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang

pernah dilakukan orang lain dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya

atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara

tertulis diacu dalam naskah ini sebagaimana disebutkan dalam daftar pustaka,

selain itu saya menyatakan pula bahwa skripsi ini dibuat oleh saya sendiri.

Apabila pernyataan saya tidak benar maka saya bersedia dikenakan sangsi sesuai

dengan hukum yang berlaku.

Bandar Lampung, Mei 2017

Akhfi Zamri

NPM. 1017041015

Page 8: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

vii

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Bandar Lampung Kelurahan Sukajawa

Tanjung Karang Barat, anak ke-7 dari 7 bersaudara pasangan

Bapak Amir Rochim dan Ibu Zubaidah. Penulis penyelesaikan

pendidikan di SDN 3 Sukajawa tahun 2004, SMP Negeri 16

Bandar Lampung tahun 2007 dan MA Negeri 2 Bandar Lampung tahun 2010.

Pada tahun 2010 penulis masuk dan terdaftar sebagai mahasiswa di Universitas

Lampung melalui jalur SNMPTN. Selama menempuh pendidikan penulis pernah

menjadi Asisten Praktikum Fisika Dasar, Asisten Praktikum Elektronika Dasar,

Asisten Pemrograman Komputer dan Asisten Praktikum Sensor dan

Pengkondisian Sinyal. Penulis pernah aktif di kegiatan organisasi Himpunan

Mahasiswa Fisika (HIMAFI) periode 2010-2012 sebagai ketua bidang

Kesekertariatan dan periode 2012-2013 sebagai Ketua bidang Kaderisasi. Selain

itu penulis juga pernah aktif di UKM Rois FMIPA Unila sebagai anggota badan

khusus bimbingan baca Al Quran pada periode 2011-2012.

Penulis melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PDAM Way Rilau

Bandar Lampung dan melaksanakan Kerja Kuliah Nyata (KKN) di Desa Tambah

Subur Kecamatan Way Bungur Kabupaten Lampung Timur.

Page 9: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

viii

MOTTO

Berusahalah Dengan Prinsip Kerja Keras, Cerdas,

Ikhlas dan Waras.

Jalankan Sunnah Tinggalkan Bid’ah.

Di dunia ini tidak ada yang kekal, maka

berbagilah dengan mengharapkan ridha Allah SWT.

Page 10: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

ix

Teriring Rasa Syukur Kepada Allah SWT Karya Ini kupersembahkan Untuk Orang-Orang Yang Ku Cintai

dan Ku Sayangi Karena Allah SWT

Bapak Amir Rochim & Ibu Zubaidah Kedua orang tua yang telah banyak berkorban tanpa lelah dan menjadi motivasi

hingga dapat menyelesaikan pendidikan di tingkat universitas dan

menyelesaikan skripsi ini.

Bapak-Ibu guru serta Bapak-Ibu dosen Terima kasih atas bekal ilmu pengetahuan dan budi pekerti yang telah membuka

hati dan wawasanku

Para sahabat dan teman-teman seperjuangan Terima kasih atas kebaikan kalian dan kebersamaan yang kita lalui

dan

Almamaterku tercinta Universitas Lampung

Page 11: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

x

KATA PENGANTAR

Bismillaahirrahmaanirrahim,

Segala puji bagi Allah SWT berkat rahmat dan hidayah Nya, penulis dapat

menyelesaikan kuliah serta skripsi dengan baik. Judul skripsi ini “Desain Alat

Pendeteksi Kekeruhan Air Menggunakan Sensor Optocoupler Untuk

Menganalisis Kualitas Air Minum di Bak Sedimentasi pada Instalasi

Pengolahan Air (IPA) PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung”. Shalawat

dan salam kepada Nabi Muhammad SAW, keluarga, para sahabat dan

pengikutnya.

Skripsi ini dilaksanakan dari bulan November 2016 sampai Februari 2017

bertempat di PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung dan Laboratorium

Elektronika Dasar Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Alam Universitas Lampung.

Penekanan skripsi ini adalah Menambah referensi alat deteksi kekeruhan air

minum khususnya di PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung.

Penulis menyadari dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangan. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan menambah pengetahuan

bagi kita semua. Aamiin…

Bandar Lampung, 26 April 2017

Penulis

Page 12: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

xi

SANWACANA

Alhamdulillah, penulis menyadari bahwa skripsi ini dapat terselesaikan dengan

baik berkat dorongan, bantuan dan motivasi dari berbagai pihak, oleh karena itu

pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:

1. Kedua orang tuaku, Bapak dan Ibu yang selalu memberikan motivasi dan

do’a.

2. Bapak Prof. Dr. Warsito, S.Si., D.E.A. Selaku Pembimbing I sekaligus Dekan

FMIPA Unila.

3. Bapak Drs. Amir Supriyanto, M.Si, Selaku Pembimbing II.

4. Bapak Gurum Ahmad Pauzi, S.Si., M.T. Selaku Penguji.

5. Bapak Drs. Posman Manurung, M.Si., Ph.D. selaku Pembimbing Akademik.

6. Bapak Arif Surtono, S.Si.,M.Si., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Fisika dan

Seluruh Dosen serta Staf Jurusan Fisika FMIPA Unila.

7. Bapak/Ibu Kepala dan Petugas PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung

8. Teman-teman 2010 seperjuangan khususnya Andry, Muji, Suci, Tika, Rita,

Alvhy, Helrita yang telah memberikan support dan kawan-kawan 2010

lainnya yang tidak bisa disebutkan semua.

9. Kakak/adik yang penulis banggakan: k’Jono, k’Taqim, k’Mardi, k’Manto,

Abdan, Encep, Heri, Jovizal, Maksum, Gana, Ratna, Randha, Jayanti, Agung,

Nasta, Dwi dhomas yang selalu ada dikala susah maupun senang.

10. Teman2 pengurus Himafi. Semoga Allah SWT senantiasa memberikan

rahmat dan hidayah-Nya, serta memberkahi hidup kita. Aamiin…..

Bandar Lampung, April 2017

Penulis

Page 13: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

xii

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK ......................................................................................................... i

ABSTRACT ....................................................................................................... ii

HALAMAN JUDUL ......................................................................................... iii

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... iv

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... v

PERNYATAAN ................................................................................................. vi

RIWAYAT HIDUP ........................................................................................... vii

MOTTO ............................................................................................................. viii

PERSEMBAHAN .............................................................................................. ix

KATA PENGANTAR ....................................................................................... x

SANWACANA .................................................................................................. xi

DAFTAR ISI ...................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................. xvii

I. PENDAHULUAN

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

B. Rumusan Masalah ....................................................................... 2

C. Tujuan Penelitian......................................................................... 3

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

Page 14: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

xii

xiii

E. Manfaat Penelitian....................................................................... 3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Penelitian Terkait ........................................................................ 4

B. Tinjauan Teoritis ......................................................................... 18

C. Faktor yang Mempegaruhi Kekeruhan........................................ 19

1. Suhu ...................................................................................... 19

2. Zat Padat Terlarut .................................................................. 19

3. Debit air ................................................................................. 20

D. Proses Pengolahan Air di Bak Sedimentasi ................................ 20

E. Turbidimeter atau Alat Ukur Kekeruhan Zat Cair ...................... 22

F. Kualitas Air Minum .................................................................... 25

1. Rasa ...................................................................................... 25

2. Bau ....................................................................................... 26

3. Suhu ..................................................................................... 26

4. Kekeruhan ............................................................................ 26

5. Zat Padat Terlarut .................................................................. 26

G. Intensitas Cahaya ........................................................................ 27

H. Kecerahan ................................................................................... 27

I. Light Emitting Diode (LED) ....................................................... 28

J. Sensor Cahaya LDR .................................................................... 29

K. Arduino UNO .............................................................................. 30

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................... 35

B. Alat dan Bahan ............................................................................ 35

C. Prosedur Penelitian ...................................................................... 37

1. Perancangan Perangkat Keras ............................................... 37

2. Prosedur Perangkat Lunak .................................................... 39

D. Diagram Alir Penelitian .............................................................. 39

E. Rancangan Data Pengamatan ...................................................... 41

Page 15: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

xiv

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Gambaran Umum Lokasi Penelitian ........................................... 42

B. Hasil Penelitian ........................................................................... 45

1. Hasil Penelitian Rangkaian Sensor ....................................... 46

2. Data Kekeruhan Air di Bak Sedimentasi .............................. 50

C. Pembahasan ................................................................................. 51

1. Analisis Perangkat Keras ...................................................... 51

2. Analisis Perangkat Lunak...................................................... 60

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan.................................................................................. 65

B. Saran ............................................................................................ 65

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

Page 16: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

2.1. Rangkaian Alat yang Di Rancang Oleh Yefri Hendrizon ................... 4

2.2. Alat Deteksi Kecerahan Minyak Goreng .............................................. 6

2.3. Water Quality Indeks (WQI) Sungai Klantan ......................................... 8

2.4. Keruh dan Warna Coklatan dari Sungai Kelantan Akibat Aktivitas

Penambangan ........................................................................................ 8

2.5. Skema Rangkaian Elektronik Sistem Sensor Turbidity ........................ 10

2.6. Desain Sistem Sensor Kumar Dkk ....................................................... 12

2.7. Alat Ukur Turbidity yang Telah Dibuat Oleh Kumar Dkk ................... 12

2.8. Diagram Program Arduino Untuk Tampilan Gyroscope ....................... 14

2.9. Tes Gyroscope pada Arduino Peron ..................................................... 14

2.10. Alat yang Telah Dirancang Ebere Dkk ............................................... 15

2.11. Pengujian Air Bersih Oleh Ginting Dkk ............................................ 16

2.12. Diagram Blok Sistem Keseluruhan .................................................... 17

2.13. Unit Aselator Pada Instalasi Pengolahan Air ...................................... 21

2.14. Proses Pengolahan Air Bersih Sampai ke Konsumen ......................... 22

2.15. Light Emitting Diode (LED) ............................................................... 29

2.16. Sensor Light Dependent Resistor (LDR). ........................................... 30

2.17. Board Arduino Uno ............................................................................. 32

2.18. Rangkaian Arduino Uno R3 ................................................................ 33

xv

Page 17: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

3.1. Blok Diagram Perancangan Alat Uji .................................................... 37

3.2. Perangkat Keras Alat Deteksi Kekeruhan Air Minum ......................... 38

3.3. Rangkaian Prototipe Keseluruhan Alat ................................................ 39

3.4. Diagram Alir Penelitian ........................................................................ 40

4.1. Bak Sedimentasi di Instalasi Pengolahan Air (IPA) ............................. 43

4.2. Alat Deteksi Kekeruhan Air .................................................................. 44

4.3. Grafik Antara Alat Standar dan Alat Buatan ........................................ 47

4.4. Rangkaian Sensor .................................................................................. 51

4.5.Grafik Respon Rentang Alat Standar dan Alat Buatan .......................... 51

4.6. Grafik Uji Sampel Alat Standar dan Alat Buatan ................................. 52

4.7. Tampilan Pada LCD ............................................................................. 53

4.8. Lcd I2c .................................................................................................. 54

4.9. Rangkaian Micro Sd .............................................................................. 55

4.10. Rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno R3 ...................................... 57

4.11. Rangkaian Alat Secara Keseluruhan ................................................... 58

4.12. Tampilan Data Pada Micro Sd ........................................................... 63

xvi

Page 18: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

2.1 Analisa Pengaruh Suhu Terhadap Kekeruhan Air pada IPA PDAM

Way Rilau Kota Bandar Lampung Tahun 2015 ..................................... 5

2.2. Fitur Board Arduino UNO .................................................................... 34

3.1. Data pengukuran kekeruhan air ............................................................ 41

4.1. Data perbandingan alat yang dirancang dengan alat standar ................ 46

4.2. Data pengujian sampel Air Bak Sedimentasi ........................................ 49

Page 19: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Penelitian

Air minum merupakan kebutuhan manusia paling penting, seperti diketahui,

kadar air tubuh manusia mencapai 68 – 75% dan untuk tetap hidup air dalam tubuh

tersebut harus dipertahankan. Kebutuhan air minum setiap orang bervariasi dari 2,1

liter hingga 2,8 liter per hari, tergantung pada berat badan dan aktivitasnya.

Namun, agar tetap sehat, air minum harus memenuhi persyaratan fisik, kimia,

maupun bakteriologis (Surawira, 1996).

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan umat

manusia dan makhluk hidup lainnya dan fungsinya bagi kehidupan tersebut tidak

dapat digantikan oleh senyawa lainnya. Hampir semua kegiatan yang dilakukan

manusia membutuhkan air, mulai dari membersihkan diri (mandi), membersihkan

ruangan tempat tinggalnya, menyiapkan makanan dan minuman sampai dengan

aktivitas-aktivitas lainnya (Achmad, 2004).

Sebagian besar kebutuhan air sehari-hari berasal dari sumber air tanah dan

sungai, air yang bersal dari Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) juga bahan

bakunya berasal dari sungai, oleh karena itu kuantitas dan kualitas sungai sebagai

sumber air harus dipelihara (Achmad, 2004).

Page 20: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

2

Masyarakat Kota Bandar Lampung akan air minum untuk memenuhi

kebutuhan banyak yang mengandalkan suplay dari Perusahaan Daerah Air Minum

(PDAM) Way Rilau Kota Bandar Lampung, tetapi yang menjadi masalah apakah

suplay air minum tersebut memenuhi standar kualitas air minum khususnya

kekeruhan.

Data dari Bagian Produksi Sub Bagian Pengendalian Kualitas Air dan

Laboratorium Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) “Way Rilau” Kota Bandar

Lampung tahun 2014 menunjukkan bahwa kekeruhan air di bak sedimentasi saat

debit air melonjak cenderung meningkat yaitu melebihi ambang batas dari

ketetapan Permenkes No. 492/MENKES/PER/IV/2010 adalah 10 NTU,

Pada penelitian ini, parameter yang digunakan adalah kecerahan air

dimana kecerahan ini sangat berhubungan dengan kejernihannya. Kemudian

penelitian ini digunakan sensor Optocoupler sebagai pendeteksi cahaya untuk

mengetahui tingkat kecerahan air yang hasilnya dapat dilihat pada penampil LCD

dan disimpan pada Micro SD. Penelitian ini juga digunakan Arduino sebagai

pengolah data dari sensor yang kemudian dimasukan pada program bahasa C dari

komputer.

B. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, perumusan masalah adalah sebagai berikut.

1. Bagaimana mengaplikasikan sensor cahaya LDR sebagai alat untuk mengetahui

kekeruhan air sebagai dasar penentuan kualitas air minum.

Page 21: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

3

2. Bagaimana membuat rangkaian prototipe untuk menguji tingkat kekeruhan air

di bak sedimentasi.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Mengaplikasikan sensor cahaya LDR sebagai pendeteksi kekeruhan air sebagai

parameter penentuan kualitas air minum.

2. Menambah referensi alat deteksi kekeruhan air minum.

D. Manfaat Penelitian

Penelitian yang dilaksanakan bermanfaat untuk:

1. Adanya pengenalan alat deteksi kekeruhan air dengan sensor optocoupler;

2. Diperolehnya sebuah standar mutu air minum berdasarkan kekeruhan.

E. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian adalah sebagai berikut.

1. Pada penelitian ini digunakan air minum di bak sedimentasi.

2. Bahasa pemrograman yang digunakan adalah bahasa C.

3. Penelitian ini menggunakan Arduino uno.

4. Sumber cahaya yang digunakan adalah LED RGB.

Page 22: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Penelitian Terkait

Telah dihasilkan suatu alat ukur tingkat kekeruhan zat cair berbasis

mikrokontroler AT89S51 dengan menggunakan sistem sensor yang

terdiri dari LED dan fototransistor, serta LCD karakter 2x16 sebagai

penampil data hasil pengukuran. Alat ukur ini bekerja berdasarkan

prinsip hamburan cahaya oleh partikel-partikel tersuspensi di dalam zat

cair, dengan posisi sudut fototransistor adalah 90o terhadap cahaya

yang datang dari LED (disebut metode Nephelometer).

Gambar 2.1 Rangkaian Alat yang Di Rancang Oleh Yefri Hendrizon

Pengukuran tingkat kekeruhan zat cair dengan metode

Nephelometer paling sensitif dibandingkan dengan sudut 45o dan 0

o

Page 23: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

(metode Turbidimeter). Jarak antara partikel penghambur dan

detektor fototransistor pada metode Nephelometer terbatas dalam

jarak yang dekat (sekitar 7 cm), dan kemampuan pengukuran alat ini

adalah dalam rentang 6 NTU hingga 164 NTU. Kesalahan relatif

rata-rata alat ukur tingkat kekeruhan zat cair hasil rancang bangun ini

adalah 3,03% dan kesalahan relatif maksimumnya adalah sebesar 12,5%

(Hendrizon,2012).

Pengaruh suhu terhadap kekeruhan air menunjukkan bahwa ada

pengaruh sedang. Dari penelitian ini, garis dapat diprediksi bahwa

kekeruhan akan naik rata-rata 0,326 NTU bila suhu dinaikkan 1oC pada

air. Hasil uji statistik didapat nilai p-value = 0,055 artinya ada pengaruh

antara suhu dengan kekeruhan air.

Tabel 2.1. Analisa Pengaruh Suhu Terhadap Kekeruhan Air pada IPA

PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung Tahun 2015.

Variabel R R2 Persamaan Garis P Value

Suhu 0,389 0,151 Kekeruhan =

-1,630+0.326*suhu

0.055

Dari tabel 2.1 dapat diketahui bahwa pengaruh suhu terhadap

kekeruhan air menunjukkan bahwa ada pengaruh sedang (r = 0,389) dan

berpola positif artinya semakin tinggi suhu semakin tinggi kekeruhan air.

Nilai koefesien dengan determinasi 0,151 artinya persamaan garis regresi

yang kita peroleh dapat menerangkan 15,1 % variasi kekeruhan air atau

persamaan garis yang diperoleh sedang untuk menjelaskan variabel

5

Page 24: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

kekeruhan air. Dari persamaan garis dapat diprediksi bahwa kekeruhan

akan naik rata-rata 0,326 NTU bila suhu dinaikkan 1oC pada konstanta -

1,630. Hasil uji statistik didapat nilai p-value = 0,055 artinya ada

pengaruh antara suhu dengan kekeruhan air pada bak sedimentasi IPA

PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung Tahun 2013 (Munawir 2013).

Telah direalisasikan alat pendeteksi kecerahan minyak goreng

sebagai standar mutu kualitas minyak goreng kelapa sawit serta akuisis

data pada komputer dengan menggunakan serial USB. Alat pendeteksi

ini terdiri atas perangkat keras (hardware) dan perangkat lunak

(software). Perangkat keras terdiri atas catu daya, rangkaian sensor,

rangkaian sistem minimum mikrokontroler, K-125 dan komputer,

sedangkan untuk perangkat lunak digunakan bahasa pemrograman Basic

Computer dan Visual Basic. Basic computer merupakan program pada

mikrokontroler untuk membaca masukan dari sensor, dan visual basic

meruapakan program interfacing dari mikrokontroler ke komputer.

Gambar 2.2. Alat deteksi kecerahan minyak goreng.

6

Page 25: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Prinsip kerja alat yaitu cahaya dari LED akan diterima oleh sensor

cahaya LDR. sensor LDR mengubah besaran fisis cahaya menjadi

besaran elektrik berupa tegangan. Tegangan dari sensor kemudian dibaca

oleh mikrokontroler ATMEGA8535 dan diubah menjadi data digital oleh

ADC pada mikrokontroler ATMEGA8535. Data kemudian dikirim

menggunakan komunikasi serial ke komputer.

Data dapat dibaca oleh mikrokontroler dan di kirim secara serial ke

komputer dengan menggunakan bahasa pemrograman. Bahasa

pemrograman yang digunakan pada penelitian ini adalah Basic Computer

dan Visual Basic 6.0. Basic computer merupakan program pada

mikrokontroler untuk pembacaan masukan ADC dari sensor, sedangkan

visual basic 6.0 merupakan program untuk membaca data ADC dan

mengkonversi nilai ADC tersebut menjadi tegangan dan kecerahan untuk

ditampilkan pada computer (Yulianti, 2012).

Pengambilan sampel kualitas air di sepanjang Sungai Kelantan

telah dilakukan pada November 2010 sampai Feberuari 2011 di lima

stasiun yang dipilih. Pengambilan sampel ini bertujuan untuk

menggambarkan tentang kondisi status mutu air di Sungai Kelantan.

Analisis fisik seperti konduktivitas, oksigen terlarut (DO), pH, jumlah

padatan terlarut (TDS), jumlah padatan tersuspensi (TSS) dan kekeruhan

dilakukan. Riset juga melibatkan analisis kimia nutrisi nitrogen seperti

amonia, nitrat dan nitrit. Hasil penelitian menemukan TSS, kekeruhan

dan kandungan nitrat melebihi standar kualitas air nasional (INWQS) dan

7

Page 26: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

ada perbedaan antara sampel di Stasiun 1 (KK) dan Stasiun 3 (TM).

Variasi nilai kandungan TDS,

Gambar 2.3: Water Quality Indeks (WQI) Sungai Klantan dari

tahun 1998 sampai 2009.

WQI adalah indeks yang menunjukan kualitas air pada tempat

tertentu, pada gambar yang telah ditampilkan terlihat WQI di sungai

klantan secara keseluruhan dari tahun ke tahun dimulai dari tahun 1998

sampai dengan tahun 2009.

(a) (b)

Gambar 2.4. kekeruhan dan warna kecoklatan dari Sungai Kelantan

akibat aktivitas penambangan pasir. (a) gambar asli

warna kecoklatan air. (b) gambar yang di edit untuk

menampilkan peningkatan kecoklatan air

8

Page 27: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

kekeruhan dan nutrisi nitrogen di sungai ini secara keseluruhan

dalam keadaan buruk, dan yang terparah ada di stasiun 1, karena faktor

penambangan pasir di sepanjang sungai dan aktivitas penebangan di

daerah hulu sungai. Konten TSS/Zat Padat Tersuspensi yang sangat

tinggi dan kekeruhan telah menciptakan kondisi yang tidak baik dan

memberi pengaruh buruk kehidupan air di Sungai Kelantan (Peck, 2011).

Air merupakan sumber kehidupan bagi makhluk hidup. Dewasa ini

keberadaan air di sekitar semakin menurun kualitasnya akibat banyak

tercemar oleh limbah. Salah satu parameter dalam menentukan kualitas

air ialah tingkat kekeruhan air (turbidity). Kekeruhan air menentukan

banyak tidaknya partikel dalam air, partikel yang dimaksud bisa berupa

organik maupun anorganik. Dan keberadaan partikel dalam air tersebut

bisa saja membahayakan apabila dikonsumsi langsung oleh manusia.

Oleh karena itu untuk dapat mengetahui tingkat kekeruhan air maka

diperlukan alat ukur untuk mengukurnya.

Dalam penelitian ini telah dibuat alat ukur tingkat kekeruhan air

untuk analisis kualitas air yang berbasis Arduino UNO dengan

menggunakan sistem sensor yang terdiri dari dioda laser dengan

panjang gelombang 650 nm dan fotodioda TSL250 sebagai detektornya.

Serta LCD karakter 2x16 sebagai penampil data hasil pengukuran. Alat

ukur yang telah dirancang bekerja berdasarkan konsep hamburan cahaya

oleh partikel-partikel tersuspensi di dalam air, dengan posisi TSL250

adalah 90o

terhadap cahaya yang datang dari dioda laser disebut

9

Page 28: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

sebagai metode nephelometrik. Alat ukur yang dibuat mempunyai tingkat

akurasi pengukuran 98,70%, serta mempunyai tingkat presisi yang cukup

baik. Rentang pengukuran yang dapat dilakukan oleh alat ukur ini

adalah dari 0 – 150 NTU. Dan daya resolusi dari alat ukur yang dibuat

adalah 0,17 NTU.

Sistem sensor yang dibuat terdiri dari sebuah detektor fotodioda TSL

250 dan juga dioda laser sebagai sumber cahayanya dimana

mempunyai panjang gelombang 650 nm. Keduanya komponen ini

dirangkai sedemekian rupa sehingga membentuk posisi sudut 90o

antara

kedua komponen ini. Adapun rangkaian elektronika untuk sistem sensor

yang dibuat seperti yang ditunjukan pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Skema Rangkaian Elektronik Sistem Sensor Turbidity

Rangkaian sistem sensor ini berfungsi untuk mendeteksi tingkat

kekeruhan air dengan cara melewatkan air diantara detector dan sumber

cahayanya. Fotodioda TSL 250 sebagai detector sangat peka terhadap

10

Page 29: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

perubahan intensitas cahaya yang masuk ke dalamnya. Sumber cahaya

yang ditembakkan dalam hal ini adalah dioda laser akan mengenai air, dan

apabila dalam air tersebut banyak sekali terdapat partikel dalam kata lain

keruh, maka cahaya tersebut sebagian akan ada yang diteruskan dan

sebagian akan dihamburkan. Intensitas cahaya yang diterima oleh

fotodioda TSL 250 ini adalah intensitas cahaya yang dihamburkan

oleh partikel yang ada dalam air. Intensitas cahaya yang diterima oleh

fotodioda TSL 250 akan dikonversi menjadi sinyal tegangan. Dan sinyal

tegangan keluaran dari alat ini menunjukkan nilai tegangan yang sebanding

dengan tingkat kekeruhan air.

Desain sistem sensor ini terbuat dari bahan yang sangat mudah di

dapat yaitu sambungan pipa sock valve 1x3/4. Bagian sambungan pipa

yang ¾ diberikan lubang pahatan, lalu setelah itu dipasang kaca dengan

tebal 1 mm sebagai dinding-dinding pada pahatan tersebut. Penggunaan

kaca ini bertujuan agar komponen didalamnya bisa tetap mendeteksi air

yang berada diluar kaca tanpa ada air yang masuk ke dalam ruangan

sambungan pipa tersebut. Untuk bagian atasnya menggunakan tutup pipa

satu inch. Kedua komponen utama penyusun sistem sensor ini diletakkan

diatas sebuah Printed Circuit Board (PCB) seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2.6.

11

Page 30: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 2.6 Desain sistem sensor (a) PCB Sistem Sensor (b)

Tampak Samping Desain Sistem Sensor (c) Tampak

Bawah Desain sensor (d) Tampak atas

diperoleh sistem alat ukur turbidity seperti yang ditunjukkan

dalam Gambar 2.7. Sistem alat ukur yang dibuat dirancang untuk dapat

mengukur tingkat kekeruhan air secara on-line. Selanjutnya dilakukan

beberapa pengujian terhadap alat yang telah dibuat.

Gambar 2.7. Alat Ukur Turbidity yang Telah Dibuat Oleh Kumar dkk

12

Page 31: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Pengujian sistem alat ukur yang dibuat ini dilakukan guna

mengetahui kemampuan alat meliputi tingkat akurasi, presisi, tingkat

kesalahan, serta range (rentang) pengukuran yang dapat dilakukan. Dalam

pengujian ini sistem alat ukur yang dibuat dibandingkan dengan

turbidimeter acuan yaitu tubidimeter LaMotte tipe 2020. Keenam cairan

standar tersebut terlebih dahulu diukur dengan turbidimeter acuan dan

selanjutnya dilakukan pengukuran oleh alat ukur yang telah dibuat

(Kumar, 2016).

Giroskop adalah perangkat untuk mengukur atau mempertahankan

orientasi atau awalan, yg berlandaskan prinsip – prinsip momentum sudut

giroskop ini seperti cakram yang berputar dimana porosnya bebas untuk

mengambil orientasi, meskipun orientasi ini tidak tetap, giroskop memiliki

kemampuan untuk mendapatkan data yang akurat dari gerakan untuk

ruang tiga dimensi seperti sumbu x, y dan z. aplikasi yang tertutup ini

sangat luas seperti pada ponsel, pengguna elektronik, dll karena

kemampuan baik yang kuat dari arah dan gerak. Dalam jurnal ini,

digunakan untuk mendapatkan data dari gerak dan data ini ditampilkan

dalam jendela dan layar LCD. Hasil percobaan menunjukkan bahwa sensor

ini memiliki kinerja yang baik terhadap Arduino.

13

Page 32: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 2.8. Diagram program Arduino untuk tampilan gyroscope

Gambar 2.9. Tes gyroscope pada Arduino peron

Dalam jurnal ini, kontrol giroskop untuk papan Arduino telah

berhasil dikembangkan. Pengembangan aplikasi kontrol giroskop dapat

digunakan untuk mengembangkan aplikasi yang berguna antara lain

seperti robot, pengguna elektronik dan kendaraan elektronik, dll Hasil

percobaan menunjukkan bahwa kinerja Arduino yang baik dan sudah

tercapai (Mon, 2015).

Jurnal sistem pengaturan otomatis dengan mikrokontroler untuk

mengetahui tingkat kualitas air. Kelangkaan air adalah salah satu masalah

utama yang dihadapi kota-kota besar didunia dan selama ini, pemborosan

airlah yang telah diidentifikasi sebagai penyebab utama. ini adalah salah

satu motivasi untuk penelitian ini, oleh sebab itu maka dirancang teknik

14

Page 33: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

komputasi dalam menciptakan penghematan air. bukan hanya

memberikan keuntungan keuangan dan juga untuk hemat energi, tetapi

juga untuk membantu lingkungan dan siklus air untuk masa depan

kita. Oleh sebab itu maka kami memberikan Sistem pengaturan otomatis

dengan mikrokontroler untuk mengetahui tingkat kualitas air .

(a) (b)

Gambar 2.10. Sistem Oprasi alat (a) diagram blok (b) alat yang telah

dirancang (Ebere, 2013).

Manusia sangat membutuhkan air, karena air sangat penting untuk

kehidupan sehari – hari. Seringkali manusia tidak memperhatikan air

yang jernih untuk mengkonsumsi air dalam kehidupan sehari - hari.

Karena pentingnya kejernihan air untuk manusia pada saat ini, maka

dirancang suatu alat yang dapat mengukur suatu kekeruhan air

menggunakan sensor LDR (Light Dependent Resistor), dimana sensor ini

dapat mendeteksi cahaya dari tingkat cahaya Dioda LED (Light

Emitting Diode) yang menembus air tersebut, maka akan terdeteksi

kekeruhan air. Dalam sistem ini yang menjadi pengendali adalah

mikrokontroler ATMega 8535. Keluaran dari alat ini adalah tingkat

15

Page 34: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

persentase kekeruhan air yang akan ditampilakan di LCD (Liquid

Crystal Display), dengan menambahkan 1 sendok sampai 10 sendok

setiap masing – masing larutan dalam 4 larutan percobaan maka akan

mendapatkan tingkat kekeruhan air yang berbeda- beda setiap percobaan.

(a) (b)

Gambar 2.11. Pengujian Air Bersih, gambar (a) Sebelum Start, (b)

Sesudah Start.

Secara garis besar diagram blok sistem perancangan alat ukur

kekeruhan air berbasis mikrokontroler Atmega 8535 menggunakan

LCD. Perancangan alat ukur kekeruhan air berbasis mikrokontroler

Atmega 8535 menggunakan LCD merupakan blok diagram terbuka

yang dibagi menjadi tiga bagian sesuai dengan blok diagram sistem

kendali yaitu, input berupa cahaya, dimana cahaya ini berfungsi

untuk mengaktifkan input 1 dan input 2, dimana input 1 dan input 2

adalah LDR. Di bagian proses yang terdiri dari

mikrokontroller, dan output berupa LCD. Sebelum dilakukan

pengukuran sebaiknya alat-alat ukur dikalibrasi terlebih dahulu, sehingga

hasil pengukuran sesuai yang diharapkan Hasil proses dari

perbandingan tegangan input 1 dan tegangan input 2 adalah kadar

16

16

Page 35: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

kekeruhan air dalam bentuk persen yang akan ditampilkan di

LCD. Gambar 2.12 adalah diagram blok sistem keseluruhan alat yang

dapat dilihat dibawah ini

Gambar 2.12. Diagram Blok Sistem Keseluruhan

Dalam pengujian alat didapat bahwa respon alat terhadap

perubahan kekeruhan sampel sangat sensitif. Dalam pengujian alat

ukur dari keseluruhan sampel, maka dapat dibuktikan juga cara

kerja dari sebuah sensor LDR, dimana ketika sensor LDR mengenai

cahaya besar resistansinya adalah 375 ohm. Dan sebaliknya, jika sensor

LDR tidak mengenai cahaya, maka hambatanya akan semakin besar

sebesar 70.000 ohm. Hasil pengukuran yang paling gelap adalah pada

sampel menggunakan larutan tanah dengan nilai kekeruhan 93,14 %.

Hasil pengukuran untuk nilai sensor 1 yang digunakan sebagai

pembanding terhadap sampel adalah stabil dengan pengukuran di LCD

0,30 V dan yang berubah - ubah adalah pada S2 sebagai sampel

(Ginting,2013).

17

17

Page 36: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

B. Tinjauan Teoritis

Kekeruhan atau turbidity adalah adanya partikel koloid dan

supensi dari suatu bahan pencemar antara lain beberapa bahan organik

dan bahan anorganik dari buangan industri, rumah tangga, budidaya

perikanan dan sebagainya yang terkandung dalam perairan (Surawira,

1996).

Kekeruhan dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organik

yang dihasilkan oleh buangan industri. Kekeruhan dapat disebabkan

bahan-bahan tersupensi yang bervariasi dari ukuran koloidal sampai

dispersi kasar, tergantung derajat turbelensinya (Achmad,2004)

Penyebab yang tidak biasanya dari kenaikkan turbidity/kekeruhan

dalam air tidak mudah ditetapkan. Kenaikkan kekeruhan disebabkan oleh

bahan yang melayang, karat besi yang berasal dari pipa besi dan

tertumpuk dalam dinding pipa pada jaringan distribusi, cenderung akan

bergabung dengan bahan melayang dalam air pada permukaannya. Jika

kecepatan aliran air atau arahnya berubah, beberapa padatan akan lepas

dari dinding pipa (Asmadi, 2011)

Kekeruhan dapat berperan sebagai faktor pembatas perairan oleh

partikel-partikel tanah, sebaliknya kekeruhan dapat berperan sebagai

indikator bagi produktivitas hayati perairan jika kekeruhan itu

disebabkan oleh bahan-bahan organik dan organisme hidup. Kekeruhan

air dapat diuji dengan metode:

a. standar silica;

b. dengan turbidimeter;

c. spektrofotometer DR I (Achmad, 2004).

18

Page 37: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

C. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kekeruhan

1. Suhu

Suhu memegang peranan penting dalam berbagai aktivitas kimia

dan fisika perairan. Aktivitas kimia dan fisika seringkali mengalami

peningkatan dengan naiknya suhu. tingkat oksidasi senyawa organik jauh

lebih besar pada suhu tinggi dibanding pada suhu rendah.

Suhu air di sungai lebih bervariasi dibanding perairan pantai di

sekitarnya. Hal ini dipengaruhi oleh luas permukaan dan volume airnya.

Pada sungai yang memiliki volume air yang besar dapat ditemukan suhu

vertikal. Kisaran suhu terbesar terdapat pada permukaan perairan dan

akan semakin kecil mengikuti kedalaman (Asmadi, 2011).

2. Zat Padat Terlarut (TDS)

Kandungan TDS air minum biasanya berkisar antara 20-1500 mg/l

dan sebagai satu pedoman kekerasan dari air akan meningkatkan TDS,

disamping itu pada semua bahan cair jumlah koloid yang tidak terlarut

dan bahan yang tersuspensi akan meningkat sesuai derajad dari

pencemaran.

Zat padat selalu terdapat dalam air dan kalau jumlahnya terlalu

banyak tidak baik sebagai air minum, banyaknya zat padat yang

disyaratkan untuk air minum adalah kurang dari 500 mg/l. pengaruh yang

menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan kualitas air minum

19

Page 38: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

dalam hal total solids ini yaitu bahwa air akan memberikan rasa tidak

enak pada lidah dan rasa mual (Achmad,2004).

3. Debit Air

Selain dari pada adanya kemungkinan bahwa air sungai boleh jadi

menghayutkan benda-benda yang mengapung (seperti daun-daun, ranting

pohon, kertas, sampah-sampah lainnya), air yang mengalir juga

mempunyai kemampuan untuk membawa partikel-partikel zat padat yang

mempunyai berat jenis lebih besar dari air, semakin tinggi kecepatannya,

semakin besar partikel yang dibawanya. Sungai-sungai selama banjir

akan lebih keruh, oleh karena kecepatan alirannya bertambah tinggi

(Notoatmodjo,2005).

D. Proses Pengolahan Air Bak Sedimentasi

Secara umum, pengolahan air bersih terdiri tiga cara pengolahan,

yaitu pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi. Pada pengolahan secara

fisika, biasanya dilakukan secara mekanis, tanpa adanya penambahan

bahan kimia. Contohnya adalah pengendapan, filtrasi, adsorpsi, dan lain-

lain.

Pengolahan secara kimiawi, terdapat pada penambahan bahan

kimia, seperti klor, tawas, dan lain-lain, biasanya digunakan untuk

menyisihkan logam-logam berat yang terkandung dalam air. Pada

pengolahan secara biologis, biasanya memanfaatkan mikroorganisme

sebagai media pengolahnya.

20

Page 39: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

PDAM, biasanya melakukan pengolahan secara fisika dan kimiawi

dalam proses penyediaan air bersih kemudian bak sedimentasi yaitu

setelah melewati proses destabilisasi partikel koloid melalui unit koagulasi

dan unit flokulasi, selanjutnya perjalanan air akan masuk ke dalam unit

sedimentasi. Unit ini berfungsi untuk mengendapkan partikel-partikel

koloid yang sudah didestabilisasi oleh unit sebelumnya. Unit ini

menggunakan prinsip berat jenis. Berat jenis partikel koloid (biasanya

berupa lumpur) akan lebih besar daripada berat jenis air. Dalam bak

sedimentasi, akan terpisah antara air dan lumpur (Asmadi 2004).

Gambar 2.13. Unit Aselator pada IPA

Gabungan unit koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi disebut unit aselator

dimana proses ini adalah proses untuk menghasilkan air yang bersih di

PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung. Setelah air melalui proses

penyaringan maka air dapat diproses ke tahapan sampai ke konsumen

seperti pada gambar 2.14

21

Page 40: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 2.14 Proses Pengolahan Air Bersih Sampai ke Konsumen

(Notoadmojo, 2005).

E. Turbidimeter atau Alat Ukur Kekeruhan Zat Cair

Turbidimeter adalah pengukuran kumpulan hamburan cahaya dalam

larutan dengan memanfaatkan intensitas cahaya berkas masuk setelah

dilewatkan melalui larutan. Untuk uji turbidimetri, perubahan cahaya yang

diserap (kebalikan dari jumlah yang ditransmisikan) bisa dikaitkan dengan

jumlah agglutimasi yang terjadi. Dengan demikian, jumlah analit (spesies

yang menyebabkan agglutimasi) dalam sampel bisa ditentukan dengan mudah

(Julianti, 2015).

Turbudimeter yang biasa digunakan untuk mengukur kekeruhan air di

PDAM Way Rilau Bandar lampung biasanya menggunakan turbidimeter

model 2100Q made in hach Metode Pengukuran Rasio Penentuan

22

Page 41: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Turbidimeter Menggunakan Nephelometric Sinyal Hamburan Cahaya Primer

(Lampu Filamen Tungsten Sumber Lampuyang rentangnya 0-1000 NTU).

1. Akurasi 0-1000 Ntu. dibaca ketika tidak ada cahaya dari luar

2. Waktu pengulangan 1 detik dan angka yang diambil adalah angka yang

lebih besar

3. Ada dua koma di belakang (0,01 NTU)

4. Sinyal Averaging untuk menghidukan dan mematikan

5. menggunakan Detector Silicon Photodiode

6. Mode Membaca pembacanya mudah yaitu (tekan kemudian terbaca)

7. Sinyal Averaging cepat

8. Tingkat kalibrasi yang bisa di pakai pada kekeruhan 0-40 Ntu

9. Sangat pas untuk perbandingan alat karna range pembacaan adalah 0-1000

Ntu

10. Kalibrasi ke derajat kekeruhan

11. Untuk kalibrasi merekam 25 logger hingga mendapatkan nilai terbaik.

12. Logger Verifikasinya adalah 250

13. Data Loggernya adalah 500 Catatan

14. Power: Ac 100-240 V, 50/60 Hz (Dengan Power Opsional Atau Usb)

15. Menggunakan 4 Baterai Alkaline Aa

16. Bisa di charger dengan opsional Usb atau langsung dengan listrik AC

(Julianti, 2015).

Turbiditas merupakan sifat optik akibat dispersi sinar dan dapat

dinyatakan sebagai perbandingan cahaya yang dipantulkan terhadap cahaya

yang tiba. Intensitas cahaya yang dipantulkan oleh suatu suspensi adalah

23

Page 42: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

fungsi konsentrasi jika kondisi-kondisi lainnya konstan. Metode pengukuran

turbiditas dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu pengukuran

perbandingan intensitas cahaya yang dihamburkan terhadap intensitas yang

datang; pengukuran efek ekstingsi, yaitu kedalaman di mana cahaya yang

mulai tidak tampak di dalam lappisan medium yang keruh. Instrumen

pengukuran perbandingan tyndall disebut sebagai tyndall meter. Dalam

instrumen ini intensitas diukur secara langsung. Sedangkan pada nefelometer,

intensitas cahaya diukur dengan larutan standar. Turbidineter mliputi

pengukuran cahaya yang diteruskan. Turbiditas berbandinglurus terhadap

konsentrasi dan ketebalan, tetapi turbiditas tergantung juga pada warna.

Untuk partikel yang lebih kecil, rasio tyndall sebanding dengan pangkat tiga

dari ukuran partikel dan berbanding terbalik terhadap pangkat empat panjang

gelombang (Khopkhar, 2003)

Prinsip spektroskopi absorbsi pada turbidimeter dan nefelometer.

Untuk turbidimeter, absorbsi akibat partikel yang tersuspensi yang diukur

sedangkan pada nefelometer, hamburan cahaya oleh suspensilah yang diukur.

Meskipun presisi metode ini tidak tinggi tetapi mempunyai kegunaan praktis,

sedangkan akuransi pengukuran tergantung pada ukuran dan bentuk partikel.

Setiap instrumen spektroskopi absorbsi dapat digunakan untuk turbidimeter.

Sedangkan nefelometer sering digunakan pada nalisis anorganik. Pada

konsentrasi yang lebih tinggi, absorbsi bervariasi secara linier terhadap

konsentrasi, sedangkan pada konsentrasi yang lebih rendah untuk sistem

koloid Te dan SnCl2, tembaga ferrosianida dan sulfida-sulfida logam berat

tidak demikian halnya. Kelarutan zat tersuspensi seharusnya kecil. Suatu

24

Page 43: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

gelatin pelindung koloid biasanya digunakan untuk membentuk suatu dispersi

koloid yang seragam dan stabil. turbidimetri merupakan analisis berdasarkan

pengukuran berkurangnya kekuatan sinar melalui larutan yang mengandung

partikel tersuspensi (Mulyono, 2007).

F. Kualitas Air Minum

Sesuai dengan dasar pertimbangan penetapan kualitas air minum,

usaha pengolahan terhadap air minum berpedoman pada standar kualitas air

terutama dalam penilaian terhadap produk air minum yang dihasilkannya,

maupun dalam merencanakan sistem dan proses yang akan dilakukan

terhadap sumber daya air (Asmadi, 2011).

Standar kualitas air merupakan harga-harga yang digunakan untuk

meningkatkan tingkat-tingkat air dimana air menjadi ofensif secara estetik,

tidak sesuai secara ekonomik maupun tidak layak secara higienis untuk

penggunaan air. Fungsi utama dari pengolahan air adalah untuk menyediakan

air yang aman dan cocok untuk diminum dengan menjamin kontinuitasnya.

Air yang aman adalah air yang bebas dari kontaminan yang dapat

menyebabkan penyakit atau mengandung racun yang berbahaya bagi

pengguna air, sedangkan air yang cocok untuk dikonsumsi adalah air yang

tidak mengandung parameter-parameter yang tidak diinginkan. Kualitas air

yang baik adalah.

a. Rasa

Kualitas air bersih yang baik adalah tidak berasa. Rasa dapat terjadi

ditimbulkan karena adanya zat organik atau unsur lain yang masuk ke

badan air.

25

Page 44: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

26

b. Bau

Kualitas air bersih yang baik adalah tidak berbau, karena bau ini dapat

ditimbulkan oleh pembusukan zat organik seperti bakteri serta akibat

tidak langsung dari pencemaran lingkungan, terutama sistem sanitasi.

c. Suhu

Secara umum, kenaikan suhu perairan akan mengakibatkan kenaikan

aktivitas biologi sehingga akan membentuk O2 lebih banyak lagi.

Kenaikan suhu perairan secara alamiah biasanya disebabkan oleh

aktivitas penebangan vegetasi disekitas sumber air tersebut, sehingga

menyebabkan banyaknya cahaya matahari yang masuk tersebut

mempengaruhi akuifer yang ada secara langsung atau tidak langsung.

d. Kekeruhan

Kekeruhan air dapat ditimbulkan oleh adanya bahan-bahan organic dan

anorganik, kekeruhan juga dapat mewakili warna. Sedangkan dari segi

estetika kekeruhan air dihubungkan dengan kemungkinan hadirnya

pencemaran melalui buangan sedangkan warna air tergantung pada

warna buangan yang memasuki badan air.

e. Zat Padat Terlarut/Total Dissolved Solids (TDS)

Adalah bahan padat yang tertinggal sebagai residu pada penguapan dan

pengeringan pada suhu 105 oc, dalam portable water kebanyakan bahan

bakar terdapat dalam bentuk terlarut yang terdiri dari garam anorganik

selain itu juga gas-gas yang terlarut. Kandungan TDS pada portable

water biasanya berkisar antara 20-1500 mg/l dan sebagai satu pedoman

kekerasan dari air akan meningkatkan TDS, disamping itu pada semua

bahan cair jumlah koloid yang tidak terlarut dan bahan yang tersuspensi

Page 45: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

27

akan meningkat sesuai derajad dari pencemaran. Zat padat selalu

terdapat dalam air dan kalau jumlahnya terlalu banyak tidak baik

sebagai air minum, banyaknya zat padat yang disyaratkan untuk air

minum adalah kurang dari 1500 mg/l. pengaruh yang menyangkut

aspek kesehatan dari pada penyimpangan kualitas air minum dalam hal

total solids ini yaitu bahwa air akan memberikan rasa tidak enak pada

lidah dan rasa mual. (Sitepoe, 1997).

G. Intensitas Cahaya

Cahaya mempunyai peranan yang sangat penting dalam kehidupan

sehari-hari misalnya cahaya lampu, dimana iluminansi cahaya bergantung pada

jarak terhadap sumber cahaya tersebut.

Luminous intensity atau intensitas cahaya I didefinisikan sebagai banyaknya

fluks cahaya yang memancar 𝜙 per sudut ruang 𝜔:

𝐼 =𝜙

𝜔

Total sudut ruang adalah 𝜔 = 4𝜋 (Sterdian). Fluks cahaya adalah besarnya

intensitas cahaya yang memancar pada sudut ruang tertentu (Frederick, 1994).

H. Kecerahan

Kecerahan adalah sebagian cahaya yang diteruskan dalam air dan

dinyatakan dengan persen (%) dari beberapa panjang gelombang di daerah

spectrum yang terlihat cahaya yang melalui lapisan sekitar satu meter, jatuh

agak lurus pada permukaan air (Kerdi dan Tancung, 2007).

27

(2.1)

Page 46: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Kejernihan sangat ditentukan oleh

partikel-partikel terlarut dan Lumpur. Semakin banyak partikel atau bahan

organik terlarut maka kekeruhan akan meningkat. Kekeruhan atau konsentrasi

bahan tersuspensi dalam perairan akan menurunkan efisiensi makanan dari

organisme (Sembiring, 2008).

Kecerahan air tergantung pada warna dan kekeruhan. Kecerahan

merupakan ukuran transparansi perairan yang ditentukan secara visual dengan

menggunakan recchi disk. Kekeruhan pada perairan yang tergenang (lentik),

misalnya danau, lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa

koloid dan partikel –partikel halus. Sedangkan kekeruhan pada sungai yang

sedang banjir lebih banyak disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang

berukuran lebih besar yang berupa lapisan permukaan tanah yang terletak oleh

aliran air pada saat hujan (Effendi 2003).

I. Light Emitting Diode (LED)

LED merupakan suatu semikonduktor sambungan PN yang

memancarkan cahaya apabila diberi panjar maju (Sutrisno, 1987). Light

Emitting Diode (LED) merupakan piranti yang vital dalam teknologi

electroluminescent seperti untuk aplikasi teknologi display (tampilan), sendor

dan lain-lainnya. Teknologi electroluminescent didasarkan pada konsep

pancaran cahaya yang dihasilkan oleh suatu piranti sebagai akibat dari adanya

medan listrik yang diberikan kepadanya (Hariyadi, 1998).

28

Page 47: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 2.15. Light Emitting Diode (LED).

Karakteristik chip LED pada umumnya adalah sama dengan karakteristik

diode yang hanya memerlukan tegangan tertentu untuk dapat beroperasi.

Namun bila diberikan tegangan yang terlalu besar, LED akan rusak walaupun

tegangan yang diberikan adalah tegangan maju. Tegangan yang diperlukan

sebuah diode untuk dapat beroperasi adalah tegangan maju (Vf) (Murtawijaya,

2015).

J. Sensor Cahaya LDR

Sensor adalah device atau komponen elektronika yang digunakan untuk

mengubah besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga bisa dianalisa dengan

menggunakan rangkaian listrik. Sebagai contoh, sensor cahaya adalah sensor

yang cara kerjanya mengubah besaran cahaya menjadi besaran listrik (Hani,

2010).

LDR atau Light Dependent Resistor adalah salah satu jenis resistor

yang nilai hambatannya dipengaruhi oleh cahaya yang diterima. LDR dibuat

dari bahan Cadmium Sulfida (CdS) yang peka terhadap cahaya. Saat cahaya

mengenai LDR, foton akan menabrak atom CdS dan melepaskan elektron.

Semakin besar intensitas cahaya yang datang, maka semakin banyak elektron

29

Page 48: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

yang terlepas dari ikatannya sehingga hambatan LDR akan berubah (Suyamto,

dkk, 2008).

Gambar 2.16. Sensor Light Dependent Resistor (LDR).

Karakteristik LDR terdiri atas dua macam yaitu laju recovery dan respon

spektral.

1. Laju Recovery

Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai

resitansi dalam waktu tertentu.

2. Respon Spektral

LDR tidak mempunyai sensitivitas yang sama untuk setiap panjang

gelombang cahaya yang jatuh padanya (yaitu warna). Bahan yang biasa

digunakan sebagai penghantar arus listrik yaitu tembaga, aluminium, baja,

emas, dan perak. Dari kelima bahan tersebut tembaga merupakan

penghantar yang paling banyak digunakan karena mepunyai daya hantar

yang baik (Herlambang, 2010).

K. Arduino UNO

Arduino adalah suatu perangkat prototipe elektronik berbasis

mikrokontroler yang fleksibel dan open-source, perangkat keras ini ditujukan

30

Page 49: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

pada siapapun yang tertarik untuk memanfaatkan mikrokontroler dengan cara

praktis dan mudah. Arduiono dapat digunakan untuk ‘mendeteksi’ lingkungan

dengan menerima masukan dari berbagai sensor dan dapat mengendalikan

peralatan sekitarnya. Arduino dikatakan sebagai sebuah platform dari physical

computing yang bersifat open source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah

alat pengembangan, tetapi ia adalah kombinasi dari hardware, bahasa

pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang canggih.

IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis

program, meng-compile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam

memory microcontroller. Ada banyak projek dan alat-alat dikembangkan oleh

akademisi dan profesional dengan menggunakan Arduino, selain itu juga ada

banyak modul-modul pendukung (sensor, tampilan, penggerak dan

sebagainya) yang dibuat oleh pihak lain untuk bisa disambungkan dengan

Arduino.

Arduino berevolusi menjadi sebuah platform karena menjadi pilihan

dan acuan bagi banyak praktisi. Salah satu yang membuat Arduino memikat

hati banyak orang adalah karena sifatnya yang open source, baik untuk

hardware maupun software-nya. Diagram rangkaian elektronik Arduino

digratiskan kepada semua orang. Anda bisa bebas men-download gambarnya,

membeli komponen-komponennya, membuat PCB-nya dan merangkainya

sendiri tanpa harus membayar kepada para pembuat Arduino. Sama halnya

dengan IDE Arduino yang bisa di-download dan diinstal pada komputer

secara gratis (Andrianto,2013).

31

Page 50: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Arduino UNO adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan

pada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital

input/output (6 di antaranya dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input

analog, sebuah osilator Kristal 16 MHz, sebuah koneksi USB, sebuah power

jack, sebuah ICSP header, dan sebuat tombol reset. Arduino UNO memuat

semua yang dibutuhkan untuk menunjang mikrokontroler, mudah

menghubungkannya ke sebuah computer dengan sebuah kabel USB atau

mensuplainya dengan sebuah adaptor AC ke DC atau menggunakan baterai

untuk memulainya (Kadir, 2012).

Gambar 2.17. Board Arduino UNO.

Arduino Uno berbeda dari semua board Arduino sebelumnya, Arduino

UNO tidak menggunakan chip driver FTDI USB-to-serial. Sebaliknya, fitur-

fitur Atmega16U2 (Atmega8U2 sampai ke versi R3) diprogram sebagai

sebuah pengubah USB ke serial. Revisi 3 dari board Arduino Uno

32

Page 51: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

mempunyai sebuah resistor yang menarik garis 8U2 HWB ke ground, yang

membuatnya lebih mudah untuk diletakkan ke dalam DFU mode.

Gambar 2.18. Rangkaian Arduino UNO R3

“Uno” berarti satu dalam bahasa Italia dan dinamai untuk menandakan

keluaran (produk) Arduino 1.0 selanjutnya. Arduino UNO dan versi 1.0 akan

menjadi referensi untuk versi-versi Arduino selanjutnya. Arduino UNO

adalah sebuah seri terakhir dari board Arduino USB dan model referensi

untuk papan Arduino, untuk suatu perbandingan dengan versi sebelumnya.

Arduino UNO menggunakan mikrokontroler ATmega328 beberapa pin yang

terdapat dalam Arduino memiliki ungsi yang ganda , terdapat 6 pin input

Analog dan mempunyai 14 pin digital yang dapat di setting sebagai

input/output.

33

Page 52: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Tabel 2.2. Fitur Board Arduino UNO:

Mikrokontroler Atmega328

Tegangan pengoprasian 5V

Tegangan input yang disarankan 7.12V

Batas tegangan input 6.20V

Jumlah pin I/O digital 14 (6 diantaranya PWM)

Jumlah pin analog 6

Arus DC tiap pin I/O 40mA

Arus DC untuk pin 3.3V 50mA

Memori Flash 32 KB

SRAM 2kb

EEPROM 1kb

Clock speed 16MHz

Bahasa C adalah bahasa pemrograman yang digunakan untuk menulis

program di dalam Arduino. Bahasa C adalah bahasa pemrograman tingkat

tinggi yang dialeknya sangat mirip dengan Processing dan Java, sehingga

pengguna yang sudah terbiasa dengan kedua bahasa tersebut tidak akan

menemui kesulitan dengan Bahasa C. Bahasa pemrograman Bahasa C

sungguh-sungguh sangat memudahkan dan mempercepat pembuatan sebuah

program karena bahasa ini sangat mudah dipelajari dan diaplikasikan

dibandingkan bahasa pemrograman tingkat rendah seperti Assembler yang

umum digunakan pada platform lain namun cukup sulit (Kadir, 2012).

.

34

Page 53: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

III. METODE PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian dilaksanakan pada bulan September 2016 sampai dengan

Oktober 2016 di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi Jurusan Fisika,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam, Universitas Lampung dan

di Laboratorium bagian produksi PDAM Way Rilau Kota Bandar Lampung

B. Alat dan Bahan

Alat - alat yang digunakan pada penelitian.

1. Pipa air 0,5 inchi

Digunakan sebagai penyalur air.

2. Multimeter Digital

Digunakan sebagai alat pengukur listrik baik tegangan, arus atau hambatan.

3. Arduino UNO

Arduino Uno ini digunakan untuk merekam data yang dihasilkan oleh

sensor yang kemudian untuk menghidupkan LED serta menampilkan pada

LCD.

4. LCD I2C

Digunakan untuk menampilkan hasil pembacaan alat.

5. Micro SD

Digunakan untuk menyimpan hasil data yang di peroleh.

Page 54: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

6. Komputer

Komputer digunakan sebagai piranti perangkat keras untuk mendownload

program ke Arduino UNO R3 ataupun sebagai penampil pembacaan hasil

rancang bangun alat oleh Arduino UNO R3 menggunakan Micro SD.

5. Bor Listrik digunakan untuk melubangi papan PCB.

6. Solder, digunakan untuk melelehkan timah agar komponen dapat melekat

kuat pada papan PCB.

7. LED RGB (Light Emitting Diode, Red Green Blue) sumber cahaya yang

akan dibaca oleh sensor.

Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian.

1. Lay-Out PCB

a. Papan PCB digunakan untuk menghubungkan arus diantara

komponen-komponen agar arus mengalir dari komponen satu ke

yang lain.

b. Spidol Permanen digunakan untuk menggambar jalur rangkaian pada

papan PCB.

c. Pelarut Fe2Cl3 digunakan untuk melarutkan lapisan tembaga yang

tidak dilapisi spidol atau yang bukan merupakan jalur rangkaian

pada papan PCB.

2. Baterai berfungsi sebagai listrik kimiawi yang menyimpan energi dan

mengeluarkan tenaganya dalam bentuk listrik

3. Sensor Optocoupler

a. LED (Light Emitting Diode) sebagai sumber cahaya yang diberikan ke

sensor.

36

Page 55: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

b. LDR (Light Dependent Resistor) sebagai penerima cahaya yang

kemudian dikonversi menjadi tegangan listrik.

4. Kabel untuk menghubungkan setiap rangkaian ke rangkaian lain.

5. Aquades untuk mengkalibrasi alat.

6. Susu kental manis untuk membuat parameter kekeruhan.

C. Prosedur Penelitian

1. Perancangan Hardware atau Perangkat Keras

Pada perancangan dan realisasi alat uji deteksi kekeruhan air minum

ini menggunakan sensor optocouple (LED dan LDR). LED pada alat uji

ini berfungsi sebagai sumber cahaya yang kemudian cahaya tersebut

ditangkap oleh sensor LDR untuk diubah menjadi besaran elektrik.

Keluaran sensor diolah oleh arduino yang hasilnya akan ditampilkan pada

LCD dan keluarannya terdapat pada Micro SD. Prosedur perancangan alat

deteksi kekeruhan air dapat dilihat pada gambar 3.3 dan gambar 3.1 yang

merupakan blok diagram dari perancangan alat ini.

Gambar 3.1. Blok diagram perancangan alat uji.

Sensor Arduino SD Card

LCD

37

Page 56: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 3.2. Perangkat keras alat deteksi kekeruhan air minum.

Sensor yang digunakan pada penelitian ini adalah sensor

optocoupler. Optocoupler merupakan pasangan sensor LDR dengan

LED, dimana LED sebagai sumber cahaya dan LDR sebagai sensor

yang mengubah cahaya menjadi besaran elektrik. LED dan LDR ini

masing-masing dirangkai secara seri dengan resistor.

Mikrokontroler merupakan pusat kendali pada pembuatan alat

ini. Mikrokontroler yang digunakan pada penelitian ini adalah

Mikrokontroler Arduino UNO R3. Berikut sistem minimum Arduino

UNO R3 ditunjunjukkan pada gambar 3.3.

38

Penerima Cahaya

Penghubung Arus Listrik

Pipa saluran air

Kotak alat

LCD

LED Indikator

Micro SD

Sumber Cahaya LED (RGB)

Page 57: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 3.3. Rangkaian Prototipe Keseluruhan Alat.

2. Perancangan Software

Perancangan perangkat lunak pada penelitian ini adalah program

khusus untuk Arduino dan ditampilkan pada LCD. Pada arduino

menggunakan bahasa C untuk mengolah data dari sensor sampai ke LCD

dan di simpan ke Mikro SD.

D. Diagram Alir Penelitian

Diagram alir dari perancangan dan realisasi alat uji deteksi kekeruhan air

minum dapat dilihat pada gambar 3.4.

39

Page 58: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Gambar 3.4. Diagram alir penelitian.

40

Membuat Diagram Blok

Merancang dan Membuat Rangkaian

Pengujian Rangkaian

Berhasil/Tidak

Pembuatan Program

Berhasil/Tidak

Program Interface

Berhasil/Tidak

Mulai

Selesai

Berhasil/Tidak

Penyatuan rangkaian dan pengujian alat deteksi

secara keseluruhan

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Tidak

Ya

Page 59: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

E. Rancangan Data Pengamatan

Setelah perancangan dan pembuatan alat deteksi kekeruhan air

minum selesai, untuk selanjutnya adalah pengambilan data penelitian.

Tabel 3.1 berikut ini merupakan rancangan tabel data pengukuran

kekeruhan air minum bak sedimentasi Way Rilau Kota Bandar Lampung.

Tabel 3.1. Data pengukuran kekeruhan air.

No Jenis

sampel Alat Standar Kekeruhan Alat Buatan (Volt)

(NTU) LED Merah LED Hijau LED Biru

1

2

3

4

5

41

Page 60: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan.

1. Rentang alat buatan yang didapatkan adalah 0 NTU sampai 130,6 NTU,

selebihnya data tidak akurat.

2. Tidak adanya pengaruh warna cahaya dari LED RGB ke sensor LDR

sebagai penerima pada rangkaian Optocoupler.

3. Alat yang buatan jika dibandingkan dengan alat standar keduanya

menunjukan grafik yang linier, tetapi sensor alat buatan tidak terlalu peka

dibandingkan kepekaan sensor alat standar yang terlihat pada tabel data

pengujian sampel.

4. Desain alat buatan lebih praktis dibandingkan dengan alat standar PDAM

Way Rilau Kota Bandar Lampung.

5. Alat deteksi kekeruhan air ini baik digunakan pada malam hari karena

terdapat Micro SD sebagai kontrol penyimpan data tiap 30 menit.

B. Saran

Untuk pengembangan dan penyempurnaan penelitian selanjutnya, maka

disarankan hal-hal berikut ini:

Page 61: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

1. Alat yang telah dibuat kurang peka terhadap kekeruhan, oleh sebab itu

gunakan sensor air yang lebih sensitif.

2. Gunakan sumber cahaya yang lebih baik seperti laser atau sumber cahaya

yang tidak terpengaruh oleh sinar ultraviolet.

3. Gunakan perangkat Real Time Clock (RTC) untuk menampilkan pada LCD

dan simpanan Micro SD sesuai dengan waktu yang berlaku untuk

mempermudah pembacaan.

66

Page 62: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, 2004. Kimia Lingkungan. Jakarta: Gramedia.

Akrimi dan Subroto. 2002. Pengantar Limnologi. Jakarta: Gramedia.

Andrianto, Heri. 2013. “Pemrograman Mikrokontroler AVR Atmega16

Menggunakan Bahasa C (CodeVisionAVR) Edisi Revisi, Bandung: Penerbit

Informatika

Asmadi. 2011. Teknologi Pengolahan Air Minum. Jakarta: Gosyen Publishing.

Ebere, Ejiofor Virginia dan Oladipo Onaolapo Francisca. 2013. Microcontroller

based Automatic Water level Control System. International Journal of

Innovative Research in Computer and Communication Engineering. An

ISO 3297: 2007 Certified Organization.Vol. 1, Issue 6. pp. 1390-1408.

Effendi. 2003. Tela’ah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius.

Frederick Buechedan David L, Wallach. 1994. Technical Physics 4th Ed. John

Wiley &Sons: Inc.

Ginting, Filemon J. Elia K, Allo dan Novi M, Tulung. 2013. Perancangan Alat

Ukur Kekeruhan Air Menggunakan Light Dependent Resistor Berbasis

Mikrokontroler Atmega 8535. E-Journal Teknik Elektro dan Komputer. Jurusan Teknik Elektro-FT, UNSRAT, Manado-95115. pp. 1-7.

Hani, Selamet. 2010. Sensor Ultrasonik SRF05 Sebagai Memantau Kecepatan

Kendaraan Bermotor. (skripsi). Jurusan Teknik Elektro. Jogjakarta: IST

AKPRIND Yogyakarta.

Hariyadi, Purwiyatno. 1998. Sistem Keamanan Ruangan Dengan Sensor LDR dan

Handphone. (skripsi). Medan: Universitas Sumatra Utara.

Hendrizon, Y. 2012. Rancang Bangung Alat Ukur Tingkat Kekeruhan Zat Cair

Berbasis Mikrokontroler AT89S51 Menggunakan Sensor Fototransistor dan Penampil LCD. Jurnal Fisika Unand, Vol. 1, No. 1, Oktober 2012. pp. 6-11.

Herlambang. 2010. Sensor Cahaya – LDR (Light Dependent Resistor).

http://nubielab.com. Diakses tanggal 8 November 2015 pukul 21.35 WIB

Page 63: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Julianti, Riza. 2015. Laporan Praktikum Pengenalan dan Aplkasi Alat

Turbidimeter Pada Pengujian Kekeruhan Air Limbah, scribd.com.

www.scribd.com. Diakses pada tanggal 30 November 2015 pukul 21.20

WIB.

Kadir, Abdul. 2012. “Panduan Praktis Mempelajari Aplikasi Mikrokontroler dan

Pemrograman Menggunakan Arduino”. Yogyakarta: Penerbit Andi

Ketaren, S. 2008. Pengantar Perangkat Sederhana Mikrokontroler. Jakarta: UI

Press.

Khopkhar. 2003. Dasar-dasar Kimia Analitik. Jakarta: Penerbit Universitas

Indonesia (UI-Press).

Kordi dan Andi, Tanchung. 2002. Pengelolaan Kualitas Air dalam Budidaya

Perairan. Jakarta: RinekaCipta.

Kumar, Pradept. 2016. The Real Time Monitoring of Water Quality in IoT

Environment. International Journal of Innovative Research in Science,

Engineering and Technologi. Vol. 5, Issue 3. pp. 4419-4438.

Martawijaya, dkk. 2008. Dasar – Dasar Elektronika, Buku 1. Makassar : Badan

Penerbit UNM Makassar.

Mon, Yi-Jen. 2015. The Gyroscope Sensor Test by Using Arduino Platform.

International Journal Of Scientific & Technology Research. Volume 4, Issue

06. pp. 398-405.

Mulyono. 2007. Kamus Kimia. Jakarta: Bumi Aksara.

Munawir. 2013. Pengaruh Suhu, Debit Air, Zat Padat Terlarut, Zat Padat

Tersuspensi, Terhadap Kekeruhan Air di Bak Sedimentasi Pada Pengolahan

Air (IPA) PDAM “Way Rilau Kota Bandar Lampung. (skripsi). Malahayati

Bandar Lampung.

Notoatmodjo. 2005. Metodologi Penelitian Kesehatan. Jakarta: RinekaCipta.

Peck, Tan and Rohasliney. 2011. Status of Water Quality Subject to Sand

Mining in the Kelantan River, Kelantan. International Journal of Current

Research, 24(1). pp. 19–34.

Sarudji. 2001. Ilmu Kesehatan Masyarakat. PUSDIKNAKES. Diakses pada

tanggal 30 November 2015 pukul 21.30 WIB

Sembiring. 2008. Keanekaragaman dan Kelimpahan Ikan serta Kaitanya dengan

Faktor Fisik Kimia. Diambil dari www.repository.usu.ac.id. Pada tanggal 8

November 2014 pukul 21.45 WIB.

Page 64: DESAIN ALAT PENDETEKSI KEKERUHAN AIR …digilib.unila.ac.id/26913/14/Skripsi Tanpa Pembahasan.pdf · Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya ... J.

Setya, Abadi dan Agus Delta. 2008. Sensor Ultrasonik Sebagai Alat Navigasi

Robot Pada Robot Pemadam Api Berbasis Mikrokontroler ATmega 8535.

(Skripsi). Semarang: Universitas Diponegoro.

Sitepoe. 1997. Air Untuk Kehidupan, Pencemaran Air dan Usaha Pencehagahan.

Jakarta: PT. Grasindo.

Soebhakti, Hendawan. 2007. Basic AVR Microcontroller Tutorial. Batam:

Politeknik Batam.

Surawira. 1996. Air Dalam Kehidupan Lingkungan Yang Sehat. Bandung: Institut

Pertanian Bandung.

Suyamto, Amrullah, dan Saputra. 2008. Rancang Bangun Dan Analisis Perangkat

Telemetri Suhu dan Cahaya Menggunakan Amplitude Shift Keying (Ask)

Berbasis Pc. Seminar Nasional IV Sdm Teknologi Nuklir Yogyakarta. 25-26

Agustus 2008 ISSN 1978-0176. Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN

Yulianti, Yuyun. 2013. Desain dan Realisasi Alat Deteksi Kecerahan Minyak

Goreng Kelapa Sawit Menggunakan Sensor Optocoupller Berbasis

Mikrokontroler ATMega8535. (skripsi). Universitas Lampung.