PENGUKURAN SENSOR PH LARUTAN DISIMPAN PADA KARTU SD

Adhe Rifky I; Faiqoturrifda; Nouvel Shochib A

Program Studi Teknik ElektronikaJurusanTeknik ElektroPoliteknikNegeri Semarang

Jl. Prof. H.  Soedarto, SH, Tembalang, Semarang, 50275

E-mail :¹adheirfansyah@gmail.com²faiqoturrifda@gmail.com³nouvelachmed@gmail.com

Phone :+62 85641214117+62 85741353439 +62 89661466621

Abstrak--penggunaan sensor pH untuk menentukan pH suatu larutan yang hasil pengukurannya akan disimpan pada kartu SD ini menggunakan arduino UNO. Kemudian asil pengukuran sensor pH ini akan ditampilkan pada serial monitor yang terdapat pada perangkat lunak arduino 1.0.5 pada PC.

Kata kunci: arduino Uno, kartu SD, pH

Abstrack --the use ofa pHsensortodeterminethe pHof a solutionthatmeasurement resultsare storedontheSDcardusing theArduinoUNO. Thenacylmeasurementof pHsensorwill bedisplayed onthe monitorserialcontained in theArduinosoftware1.0.5on a PC.

Keywords : arduino uno, SD card, pH

 

I.                    PENDAHULUAN

A.                  Latar Belakang

Perkembanganilmupengetahuandanteknologimengalamikemajuan yang pesat. Denganadanya kemajuantersebut, membuatmanusiaselaluberusahamemanfaatkanteknologi yang adauntukmempermudahkehidupannya..

Misaluntukmengetahuisifatasambasasuatularutanatauzatkitadapatmenggunakanindikatorasambasa. Indikator asam basa yang biasa kita gunakan adalah kertas pH atau kertas indikator pH, penggunaanya yaitu dengan cara mencelupkan kertas pH atau indikator pH tersebut pada larutan yang akan kita uji kemudian mengamati perubahan warna yang bervariasi pada level indikator pH.

Penggunaan indikator asam basa dirasa kurang efektif dalam penggunaanya karena perubahan warna dari nilai kertas terkadang sulit dibaca dan akan memudar setelah diangkat dari larutan jadi pengukuran nilai pH asam basa dari larutan tersebut kurang akurat.

Sensor pH dengan luaran kartu SD akan memudahkan penggunaan pembacaan nilai asam basa dari suatu larutan atau zat  dikarenakan pengguna tidak perlu menyamakan warna dari kertas indikator pH. Pengguna hanya cukup melihat nilai pembacaan pada layar komputer atau laptop yang digunakan. Hal ini juga memudahkan para penderita buta warna dalam melakukan pengukuran pH asam basa pada larutan atau zat. Pemanfaatan kartu SD yaitu untuk menyimpan data hasil dari pengukuran pH asam basa larutan atau zat, sehingga data tersebut dapat disimpan dan dilihat kembali.

Berdasarkanpermasalahantersebut, makadirancangsuatusensor pH larutan dengan luaran kartu SD agar memudahkanpenggunadalammelakukanpembacaan, danhasilpengukuran dapat disimpan dan dilihat kembali.

B.      Rumusan Masalah

Berdasarkanpermasalahan yang terdaptpadalatarbelakang, disusunrumusanmasalahsebagaiberikut:

1)       Bagaimana merancang pengukuran sensor pH larutan disimpan pada kartu Sddengan luaran kartu SD?

2)       Bagaimana cara mengubah nilai resistansi yang dihasilkan pada sensor pH larutan menjadi nilai tegangan dengan menggunakan rangkain adapter?

3)       Bagaimana merancang sistem antarmuka antara Arduino Uno dengan sensor pH dan luaran kartu SD?

C.      Ruang Lingkup

Berdasarkanrumusanmasalahdiatas, maka yang akandibahaspadaalatiniadalah:

1)       Tegangan yang diukur hanya sebatas 0 – 5 V.

2)       Luaran hasil alat ukur dari alat ini berupa nilai pH.

D.      Tujuan

Tujuandaripembuatanalatiniadalahmerancangdanmembuatsuatu sistem berupaalatpengukuransensor pH larutan dengan luaran kartu SD agar memudahkanpenggunadalammelakukanpengukuran dan pembacaan, kemudianhasilpengukuran dapat disimpan dan dilihat kembali.

                                                                                                                                                     II.         TINJAUAN PUSTAKA

Penjelasandanuraianteoripenunjangdigunakandalamperancangan dan pembuatan alatini digunakanuntukmempermudahpemahamantentangcarakerjarangkaianmaupundasar-dasarperencanaanpembuatanalat. Teori – teori yang akandijelaskandalambabinimeliputiArduinoUno, Sensor pH, kartu SD, dan soket kartu SD.

A.    Arduino Uno R3

Arduino UNO adalahsebuah board mikrokontroler yang didasarkanpada ATmega328 (datasheet). Arduino UNO mempunyai 14 pin digital input/output (6 di antaranyadapatdigunakansebagai output PWM), 6 input analog, sebuahosilator Kristal 16 MHz, sebuahkoneksi USB, sebuah power jack, sebuah ICSP header, dansebuattombol reset. Arduino UNO memuatsemua yang dibutuhkanuntukmenunjangmikrokontroler, mudahmenghubungkannyakesebuah computer dengansebuahkabel USB ataumensuplainyadengansebuah adaptor AC ke DC ataumenggunakanbateraiuntukmemulainya.

Gambar 2.1 Arduino Uno

Sumber :http://arduino.cc/en/Main/arduinoBoardUno

Setiap 14 pin digital padaArduino Uno dapatdigunakansebagai input dan output, menggunakanfungsipinMode(), digitalWrite(), dandigitalRead(). Fungsi-fungsitersebutberoperasi di tegangan 5 Volt. Setiap pin dapatmemberikanataumenerimasuatuarusmaksimum 40 mA danmempunyaisebuah resistor pull-up (terputussecara default) 20-50 kOhm. Selainitu, beberapa pin mempunyaifungsi-fungsispesial:

§ Serial: 0 (RX) dan 1 (TX). Digunakanuntukmenerima (RX) danmemancarkan (TX) serial data TTL (Transistor-Transistor Logic). Kedua pin inidihubungkanke pin-pin yang sesuaidari chip Serial Atmega8U2 USB-ke-TTL.

External Interrupts: 2 dan 3. Pin-pin inidapatdikonfigurasikanuntukdipicusebuah interrupt (gangguan) padasebuahnilairendah, suatukenaikanataupenurunan yang

§           besar, atausuatuperubahannilai. LihatfungsiattachInterrupt()untuklebihjelasnya.

§ PWM: 3, 5, 6, 9, 10, dan 11. Memberikan 8-bit PWM output denganfungsianalogWrite().

§ SPI: 10 (SS), 11 (MOSI), 12 (MISO), 13 (SCK). Pin-pin inimensupportkomunikasi SPI menggunakanSPI library.

§ LED: 13. Ada sebuah LED yang terpasang, terhubungke pin digital 13. Ketika pin bernilai HIGH LED menyala, ketika pin bernilai LOW LED mati.

Arduino UNO mempunyai 6 input analog, diberi label A0 sampai A5, setiapnyamemberikan 10 bit resolusi (contohnya 1024 nilai yang berbeda). Secara default, 6 input analog tersebutmengukurdari ground sampaitegangan 5 Volt, denganitumungkinuntukmenggantibatasatasdarirangenyadenganmenggunakan pin AREF danfungsianalogReference(). Di sisilain, beberapa pin mempunyaifungsispesial:

§ TWI: pin A4 atau SDA dan pin A5 atau SCL. Mensupportkomunikasi TWI denganmenggunakanWire library

Ada sepasang pin lainnyapada board:

§ AREF. Referensiteganganuntuk input analog. DigunakandengananalogReference().

§ Reset. Membawasaluranini LOW untukmeresetmikrokontroler. Secarakhusus, digunakanuntukmenambahkansebuahtombol reset untukmelindungi yang memblocksesuatupada board.

Lihatjugapemetaanantara pin Arduinodengan port Atmega328. Pemetaanuntuk Atmega8, 168, dan 328 adalahidentik.

B.     Sensor PH

     Gambar 2.2 sensor pH

Salah satu sensor kimia yang cukup populer dan  sering kita gunakan  di laboratorium adalah sensor pH, baik

yang berupa kertas lakmus atau kertas pH maupun pH

meter

pH meter adalah pengukuran pH secara potensiometri.

Sistem pengukuran dalam pH meter berisi elektroda kerja

untuk pH dan elektroda refrensi. Perbedaan potensial

antara 2 elektroda tersebut sebagai fungsi dari pH dalam

larutan yang diukur. Oleh karenanya larutan yang diukur

Aplikasi Optik dan Fiber Optik Sebagai Sensor pH

harus bersifat elektrolit.

C.     Kartu SD

Kartu memori mikro SD (Secure DigitalMemory Card) adalah kartumemori  yang dapat menyimpan data meskipun tanpa sumber daya,dikembangkanoleh SD CardAssociation.Mikro SD banyak digunakan dalamperangkat elektronik portabel seperti ponsel, kamera, dan pemutar data audiovisual.Mikro SDmerupakansebuahkartu memori dengan format memori kilat (memory flash).Selainmemilikisistempengaman yang lebihbagusdaripadakartu SD, mikro SD jugamemiliki keuntungan dengan bentuknya yang lebih kecil dan simpel.

Gambar 2.3 Kartu memori SD jenis standar mini dam mikro

Mikro SD standarmemilikiukuran11 x 15 mm. Mikro SD dapatdigunakandalamslotCompactFlash atau kartu PC dengansebuah adaptor.

Konfigurasi pin  kartu mikro SD dapatdilihatpadagambar 2.3dantabel2.1berikut.

Gambar 2.4 Skema Mikro SD

Tabel 2.1 Fungsi pin Kartu mikro SD dan Koneksi ke Arduino

Pin	Kartu SD
1	CS
2	DI
3	Vss1
4	VDD
5	CLK
6	Vss2
7	DO
8	-
9	-

Tabel 2.1

D.     Soket Kartu SD

Gambar 2.5 soket kartu SD

Socket modul kartu SD ini adalah alat bantu  untuk menggunakan kartu SD. Memasang kartu SDkedalamsoketdanmenghubungkanmodulkeArduinodengankawatjumper, dengan librarySD cardyang diberikan, dapatmenulisdanmembaca datadengankartuSDdalamsuatuproyek. Pin penghubungmodulkeArduinosebagaiberikut:

·         CS:D4

·         Mosi: D11

·         MISO: D12

·         SCL:D13

spesifikasidari socket modulkartu SD

·         Tegangan: 3.3V atau 5V

·         komunikasi SPI kartu SD tunggal, kartu SDHC dan kartu TF yang kompatibel

·         mendukung sepenuhnya perpustakaan SD

·         tipe kartu yang didukung :kartu SD (<= 16G), kartu Micro SD (<= 2G), kartu SDHC (<= 16G)

E.    cara kerja rangkaian secara keseluruhan

Pertama-tama perangkat lunak arduino 1.0.5 akan menginisialisai keberadaankartu SD, setelah inisialaisasi keberadaan kartu SD kemudian sensor pH akan memulai membaca nilai pH larutan yang sedang diukur, setelah pembacaan hasil pengukuran larutan kemudian arduino akan mengubah hasil pengukuran sensor pH yang berupa tegangan menjadi besaran nilai pH. Setelahsemua proses pembacaan dan pengubahan besaran nilai teganganmenjadibesarannilai pH makahasilpengukuranakandisimpanpadakartu SD.

Gambar 2.6 diagram alir

                                                                  III.        HASIL DAN PEMBAHASAN

Di dalam bab ini dilakukan pengujian pada Sensor pH dengan luaran kartu SD. Pengujian yang dilakukanpadasisteminibertujuanuntukmengetahui proses kerjadarirangkaian-rangkaian yang diujisertasistemsecarakeseluruhantelahbekerjasesuaidengan yang diharapkan. Pengujianpadarancanganalatiniakandilakukan per bagianrancangansehinggadiketahuifungsimasing-masingperangkatkerasdanperangkatlunaksudahbekerjadenganbaik.

A.        Alat Yang Digunakan

Untukmemperoleh data-data spesifikasisistemini, alat-alat yang digunakandalampengujianadalah :

a.          Arduino Uno

b.          Sensor pH

c.          Kartu SD dan soket SD

B.        Pengujian Alat

Pengujiandilakukanuntukmengetahuiapakahrancangbangun yang telahdibuattelahberjalandenganbaikdanmemenuhispesifikasi yang telahditentukanatautidak. Pengujiandilakukandengancaramemastikanapakahposisi kartu SD sudah terpasang, sensor pH dapat melakukan pengukuran pada larutan, dan kartu SD dapat menyimpan data hasil pengukuran.

C.         Hasil pengujian

Hasilpengujiandilakukanuntukmengetahuisistembekerjadenganbaiksesuai data yang direncanakansepertipada tabel berikut :

Tabel 2.2 Data HasilPengukuran:

No	Jenis larutan	Hasil pengukuran dengan kertas indikator pH	Hasil pengukuran dengan sensor pH	Jenis larutan
1	H2O2	4	4	Asam
2	H20	7	6	Netral
3	Air sabun	10	10	Basa

D.      Analisispengujian alat :

Dari sisi alat yaitu pada arduino uno, sensor pH, kartu SD dan soket SD semua sistem bekerja dengan baik. Dari pengujian yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa ketika sensor pH di celupkan pada larutan maka sensor akan bekerja menganilsa larutan tersebut bersifat asam, basa atau netral. Setelah sensor mendeteksi larutan tersebut maka hasilnya akan dianalisa dan di olah arduino uno menjadi nilai pH kemudian ditampilkan .

                                                                                                                                                                 IV.             SIMPULAN

Dengan terselesaikannya perancangan aplikasi arduino pada sensor pH larutan dengan luaran kartu SD dapat diambil simpulan:

1)       Tegangan yang dapat diukur hanya berkisar 0 – 5 V.

2)       Luaran hasil alat ukur dari alat ini berupa nilai pH

V.      DAFTAR PUSTAKA

[1]K,Rahardianti Ayu, Aplikasi Optik dan Fiber Optik Sebagai sensor pH. Seminar tugas akhir.2012 Institut Teknologi Sepuluh November.

[2]http://www.elecfreaks.com/1733.html

[3]http://www.stevenswater.com/water_quality_sensors/ph_info.html