“PENDETEKSI KEJERNIHAN AIR DENGAN MENGGUNAKAN LED INDIKATOR DAN LCD BERBASIS NUVOTON ARM NUC-120” Nina Paramytha IS 1 ,Ali Kasim 2 Dosen Universitas Bina Darma 1,2 Jln. Jenderal Ahmad Yani No.3 Palembang posel:nina sudibyo@binadarma .ac.id 1 , [email protected]2 Abstract : Water clarity Detection Tool Using Led indicators and LCD-based Nuvoton Arm NUC-120, this befungsi To Facilitate Public To determine the level of water clarity. Working Principle Input tool in the form of Power supplay using 220 Volt source of PLN voltage source and is derived using a step-down transformer to be 12 Volt. Sensor input or the input form, which is sent from the light radiated by Led and will be received by the sensor Photodioda. The comparator circuit using LM324 IC as a signal amplifier on the sensor before entering into Microkontroler NUC120. Then Microkontoler NUC120 as a controller to get information from the photodiode signal is used as an input that is processed by Microkontroler so as to output the input which later became the 3 LED and LCD display On. Keywords : Sensor Photodioda, Nuvoton Arm NUC-120, LED, LCD, comparator op- am.p, Speaker. Intisari : Alat Pendeteksi Kejernihan Air deangan Mengggunakan Led Indikator dan LCD Berbasis Nuvoton Arm Nuc-120, ini Befungsi Untuk Mempermudah Masyarakat Untuk mengetahui Tingkat Kejernihan Air. Prinsip Kerja Alat berupa Input dari Power supplay menggunakan sumber 220 Volt dari sumber tegangan PLN dan diturunkan dengan menggunakan trafo step down sehingga menjadi 12 Volt. Masukan atau Input berupa Sensor, yang dikirim dari cahaya yang di pancarkan oleh Led dan akan di terima oleh sensor Photodioda. Rangkaian komparator tersebut menggunakan IC Lm324 sebagai penguat sinyal pada sensor sebelum masuk ke dalam Microkontroler NUC120. Kemudian Microkontoler NUC120 sebagai pengendali untuk mendapatkan informasi dari sinyal photodioda yang digunakan sebagai input yang diolah oleh Microkontroler sehingga dapat mengeluarkan output yang kemudian menjadi masukan pada 3 LED dan tampilan Pada LCD. Kata kunci : Sensor Photodioda, Nuvoton Arm NUC-120, Led, LCD, Komparator op- amp, speker. 1. PENDAHULUAN “Pendeteksi Kejernihan Air dengan Menggunakan Led Indikator dan Lcd Berbasis Nuvoton Nuc- 120” 1
17
Embed
eprints.binadarma.ac.ideprints.binadarma.ac.id/3328/2/pendetteksi kejernihan air... · Web viewWater clarity Detection Tool Using Led indicators and LCD-based Nuvoton Arm NUC-120,
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
“PENDETEKSI KEJERNIHAN AIR DENGAN MENGGUNAKAN LED INDIKATOR DAN LCD BERBASIS NUVOTON ARM NUC-120”
Abstract : Water clarity Detection Tool Using Led indicators and LCD-based Nuvoton Arm NUC-120, this befungsi To Facilitate Public To determine the level of water clarity. Working Principle Input tool in the form of Power supplay using 220 Volt source of PLN voltage source and is derived using a step-down transformer to be 12 Volt. Sensor input or the input form, which is sent from the light radiated by Led and will be received by the sensor Photodioda. The comparator circuit using LM324 IC as a signal amplifier on the sensor before entering into Microkontroler NUC120. Then Microkontoler NUC120 as a controller to get information from the photodiode signal is used as an input that is processed by Microkontroler so as to output the input which later became the 3 LED and LCD display On.
Keywords : Sensor Photodioda, Nuvoton Arm NUC-120, LED, LCD, comparator op-am.p, Speaker. Intisari : Alat Pendeteksi Kejernihan Air deangan Mengggunakan Led Indikator dan LCD Berbasis Nuvoton Arm Nuc-120, ini Befungsi Untuk Mempermudah Masyarakat Untuk mengetahui Tingkat Kejernihan Air. Prinsip Kerja Alat berupa Input dari Power supplay menggunakan sumber 220 Volt dari sumber tegangan PLN dan diturunkan dengan menggunakan trafo step down sehingga menjadi 12 Volt. Masukan atau Input berupa Sensor, yang dikirim dari cahaya yang di pancarkan oleh Led dan akan di terima oleh sensor Photodioda. Rangkaian komparator tersebut menggunakan IC Lm324 sebagai penguat sinyal pada sensor sebelum masuk ke dalam Microkontroler NUC120. Kemudian Microkontoler NUC120 sebagai pengendali untuk mendapatkan informasi dari sinyal photodioda yang digunakan sebagai input yang diolah oleh Microkontroler sehingga dapat mengeluarkan output yang kemudian menjadi masukan pada 3 LED dan tampilan Pada LCD.
Kata kunci : Sensor Photodioda, Nuvoton Arm NUC-120, Led, LCD, Komparator op-amp, speker.
1. PENDAHULUAN
Air merupakan sumber kehidupan yang
sangat diperlukan oleh manusia, hewan, dan
tumbuhan. Air juga digunakan dalam kebutuhan
sehari-hari seperti untuk minum, memasak dan
mencuci, dan lain-lain. Ahli biokimia, A. E.
Needham, dalam bukunya The Uniqueness of
Biological Materials, menunjukkan betapa
pentingnya air bagi bagi kehidupan manusia
hewan dan tumbuhan.. Jika hukum alam semesta
memungkinkan keberadaan zat padat atau gas
saja, maka tidak akan pernah ada kehidupan.
Alasannya adalah atom-atom zat padat berikatan
terlalu rapat dan terlalu statis dan sama sekali
tidak memungkinkan proses molekuler dinamis
yang penting bagi terjadinya kehidupan.
“Pendeteksi Kejernihan Air dengan Menggunakan Led Indikator dan Lcd Berbasis Nuvoton Nuc-120” 1
Air adalah salah satu diantara pembawa
penyakit bagi manusia. Supaya air yang masuk
baik berupa minuman ataupun makanan tidak
membawa bibit penyakit, maka diperlukan
pengolahan air yang baik, berasal dari sumber
jaringan transmisi atau distribusi yang mutlak
diperlukan untuk mencegah terjadinya kontak
antara kotoran sebagai sumber penyakit dengan
air yang sangat diperlukan. oleh karena itu
diperlukan sumber air yang mampu menyediakan
air yang baik dari segi kualitas dan kuantitas.
Peningkatan kualitas air minum dengan jalan
mengadakan pengolahan terhadap air yang akan
digunakan sebagai air minum sangat diperlukan,
terutama apabila air tersebut berasal dari air
permukaan. Pengolahan yang dimaksud bisa
dimulai dari yang sangat sederhana sampai yang
pada pengolahan yang mahir/lengkap.
Menurut Departemen Kesehatan
Indonesia, air minum yang baik untuk
dikonsumsi adalah air minum yang memiliki
syarat-syarat antara lain tidak berasa, tidak
berbau, tidak berwarna dan tidak mengandung
logam berat. Sebagaimana kita ketahui, air yang
keruh merupakan satu ciri air yang tidak bersih
dan tidak sehat. Pengkonsumsian air keruh dapat
mengakibarkan timbulnya berbagai jenis
penyakit seperti diare, penyakit kulit. Oleh
karena itu, pengujian kekeruhan air sangat
dibutuhkan dalam proses pengolahan air, agar air
tersebut layak digunakan untuk proses
selanjutnya.
Atas dasar pertimbangan dan alasan
tersebut, peneliti membuat suatu peralatan
instrumentasi berupa alat Pendeteksi Kejernihan
Air Dengan Output Menggunakan Led Indikator
dan LCD Berbasis Nuvoton Nuc 120. dan Sensor
yang digunakan untuk mengukur kekeruhan
menggunakan sensor fotodioda.
.
2. METODOLOGI PENELITIAN
2.1 Tujuan Perancangan
Perancangan merupakan suatu tahap
terpenting dalam pembuatan alat, sebab dengan
merancang dapat diketahui komponen apa saja
yang akan digunakan sehingga alat dapat bekerja
sesuai yang diharapkan.
Langkah-langkah perancangan meliputi
semua tahapan yang berhubungan dengan
rangkaian hardware dan software (bahasa
pemrograman), misalnya pemilihan komponen,
pembuatan PCB, pemasangan komponen dan
pengujian rangkaian.Selanjutnya adalah
perancangan mekanik. Pada bagian ini dilakukan
pekerjaan yang berhubungan dengan bidang
mekanik seperti membuat box, mengecat,
memberi tanda, merakit, pengeboran untuk
bagian-bagian yang sesuai pada rangkaian yang
akan dibuat.
2.2 Perancangan Hardware
Hardware merupakan komponen utama
pada perancangan alat ini yang terdiri dari
beberapa bagian blok yang memiliki fungsi kerja
yang penting.
Tahap perancangan dimulai dari
pembuatan diagram blok rangkaian, pemilihan
komponen, pengaturan tata letak komponen
(pembuatan layout), pemasangan komponen
sampai dengan proses finishing.
2.2.1 Blok Diagram Rangkaian
Blok diagram rangkaian merupakan salah
satu bagian terpenting dalam perancangan suatu
alat, karena dari blok diagram rangkaian inilah
dapat diketahui cara kerja rangkaian keseluruhan.
Blok diagram rangkaian “Pendeteksi Kejernihan
Air dengan Menggunakan Led Indikator dan
LCD Berbasis NUVOTON ARM NUC-120”
ditujukan pada gambar berikut :
Gambar 2.1 Blok Diagram Rangkaian
Komponen-komponen yang terdapat
pada blok diagram yang merupakan bagian dari
Perancangan hardware :
a. Sensor
Rangkaian sensor terdiri dari dua
bagian, yaitu bagian pemancar cahaya dan
penerima cahaya. Bagian pemancar adalah
LED sebagai piranti yang memancarkan
cahaya. Sedangkan bagian penerima adalah
fotodioda sebagai piranti yang akan
menerima pantulan cahaya LED objek.
Gambar 2.2 Gambar Rangkaiaan Sensor
b. Rangkaian komparator Ic Lm324
Ic Lm 324 Sering disebut juga
dengan Op-Amp disini digunakan sebagai
rangkaian penguat (komparator) sinyal
tegangan DC maupun AC. Penguat disini
maksudnya adalah untuk memperbesar
tegangan. Jadi jika kita ingin memperbesar
tegangan atau sinyal bisa kita gunakan op-
amp. jadi kita bisa merubah tegangan dari
mV (milivolt) menjadi V (volt) sesuai
dengan yang kita butuhkan dan dinginkan.
Gambar 2.3 Rangkaian komparator
c. Nuvoton Arm NUC-120
Kerja sebuah mikrokontroler sebagai
pusat pengendali yang bekerja sesuai
perintahnya, dan untuk menentukan
keberhasilan pada rangkaian dilakukan
proses eksekusi program yang diberikan.
Pada alat ini penulis menggunakan
mikrokontroler board ARM NUC120.
Gambar 2.4 Tata Letak Nuvoton
d. Rangkaian Lcd (Liquid Crystal Display)
LCD (Liquid Crystal Display)
merupakan perangkat (devais) yang sering
digunakan untuk menampilkan data. LCD
ini mempunyai pin atau kaki-kaki yang
masing-masing mempunyai fungsi yang
berbeda -beda.
“Pendeteksi Kejernihan Air dengan Menggunakan Led Indikator dan Lcd Berbasis Nuvoton Nuc-120” 3
Gambar 2.5 Rangkaian LCD
e. Perancangan Rangkaian Power Supply
dan Regulator 7812
Power Supply berfungsi sebagai
penyedia sumber tegangan dan arus listrik
untuk rangkaian yang mengubah arus AC
menjadi arus DC.Power supply yang
digunakan pada rangkaian ini adalah power
supply sebesar 12 volt.
Didalam powersupply terdapat dioda
yang berfungsi sebagai penyearah.Untuk
menstabilkan tegangan yang dikeluarkan
maka perlu digunakan IC regulator agar
tegangan yang dikeluarkan menjadi stabil.
IC regulator yang digunakan adalah IC
regulator 7812yang memiliki peran penting
untuk meregulasi tegangan yang dibutuhkan
bagi rangkaian mikrokontroler yaitu sebesar
12 Volt. Berikut ini adalah rancangan
rangkaian power supply dan regulator 7812
yang akan digunakan.
Gambar 2.6 Rangkaian Power Supply Regulator
2.2.2 Prinsip Kerja Rangkaian
Secara keseluruhan alat ini dirancang
dengan menggunakan hardware. Masukan
berupa sensor dan keluaran berupa Led
Indikator, dan tampilan pada LCD dan speaker.
Rangkaian power supply sumber searah adalah
sumber tegangan yang digunakan untuk
mengaktifkan seluruh rangkaian dalam alat ini.
Pada sumber tegangan ini menggunakan sebuah
trafo step down yang dapat menurunkan
tegangan listrik dari 220 volt menjadi 12 volt,
empat buah dioda yang digunakan sebagai
penyearah gelombang penuh untuk mengubah
arus AC menjadi DC dan sebuah kapasitor
elektrolit yang digunakan sebagai filter tegangan.
Masukan/Input berupa Sensor, yang
dikirim dari cahaya yang di pancarkan oleh Led
dan akan di terima oleh sensor Photodioda.
Rangkaian komparator tersebut menggunakan IC
Lm324 sebagai penguat sinyal pada sensor
sebelum masuk ke dalam Microkontroler
NUC120. Microkontoler NUC120 sebagai
pengendali untuk mendapatkan informasi dari
sinyal photodioda yang digunakan sebagai input
yang diolah oleh Microkontroler sehingga dapat
mengeluarkan output yang kemudian menjadi
masukan pada Led dan LCD. Keluaran atau
output berupa Led dan layar LCD, dimana pada
rangkaian ini menggunakan 3 buah Led, dengan
status Led sebagai berikut :
a. Led hijau menandakan status air Jernih
b. Led kuning menandakan status air
Sedang
c. Led merah menandakan status air
Keruh
Dan LCD pada rangakaian akan
menampilkan status air pada layar LCD.
2.3 Perancangan Software
Perancangan software memegang peranan
penting dalam hal ini pengolahan keseluruhan
program. Inti dari perancangan software ini
adalah pembuatan algoritma kendali pengaktifan
hasil output dengan mode led untuk
mengaktifkan Sensor sebagai input. Berikut ini
adalah flowchart kerja Pendeteksi kejernihan Air
dengan Menggunakan Led Indicator dan Lcd
Berbasis NUVOTON NUC120
Gambar 2.7 Flowchart Rangkaian
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Titik Pengujian Alat
Titik pengukuran pada “Pendeteksi
Kejernihan Air Dengan menggunakan Led
Indicator dan Lcd Berbasis NUVOTON ARM
NUC120” terdiri dari beberapa bagian dimana
pada setiap bagian titik uji memiliki fungsi dan
tujuan pengukuran yang berbeda-beda sesuai
dengan kebutuhan pengukuran. Adapun titik
pengukuran adalah sebagai berikut :
a). TP 1, TP 2 dan TP 3 (Power supply)
berfungsi sebagai sumber tegangan searah
pada rangkaian.
b).TP 4 (LCD) berfungsi untuk menampilkan
karakter dari sampel Air.
c). TP 5 (Sensor inframerah dan fotodioda)
berfungsi sebagai Input untuk mendeteksi
cahaya yang diteruskan oleh sensor infrared.
d).TP 6 (Komparator) berfungsi sebagai
penguat sinyal atau pembanding karakter
air.
e). TP 7 (Mikrokontroler NUC120) berfungsi
sebagai pengendali perintah dari sensor
inframerah dan fotodioda.
f). TP 8 (LED) berfungsi sebagai output untuk
menunjukan indikator air.
Adapun bagian pada saat pengujian alat
tersebut terdiri dari 8 titik pengujian yang dapat
dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Titik Pengujian Rangkaian Keseluruhan
3.2 Hasil Pengukuran dan Perhitungan
Pengukurandilakukan sebanyak 5 kali
pada tiap-tiap pengukuran untukmemperoleh dan
mengetahui nilai yang optimal.
Harga nilai rata-rata :
x=X 1+ X2+ X3+X4+¿ X5
n=∑ X i
n¿
Dimana :
∑ X i = Jumlah seluruh sampel
n =Jumlah pengukuran
x =Harga rata-rata
Setelah mendapatkan nilai rata-rata dari
setiap pengukuran yang kemungkinan terdapat
persentase kesalahan.
“Pendeteksi Kejernihan Air dengan Menggunakan Led Indikator dan Lcd Berbasis Nuvoton Nuc-120” 5