Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Rang Teknik Journal Sistem Pengecekan pH Air Otomatis Menggunakan Sensor pH Probe Berbasis Arduino Pada Sumur Bor Hariyadi1.
Mahyessie Kamil2.
Putri Ananda3 Program Teknik Elektro.
Fakultas Teknik.
Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat1,2,3 Email: hariefamily@yahoo.
id1, mahyessie.
kamil@gmail.
com2, putriananda@gmail.
DOI: http://dx.
org/10.
31869/rtj.
Abstrak: Salah satu parameter kualitas air adalah tingkat keasaman pada air.
Bagi sebagian besar orang kualitas air dianggap penting karena tidak sekedar estetika.
Air yang baik untuk konsumsi menurut peraturan yang diterbitkan pemerintah melalui Menteri Kesehatan RI ialah memiliki nilai pH 6,5 Ae 8,5 (Permenkes RI nomor 907 tahun 2002, tentang, syarat-syarat dan pengawasan kualitas air minum, dan Permenkes RI nomor 416 tahun 1990, tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas Akan tetapi sebagian besar masyarakat di daerah Bukittinggi masih ada yang belum mengetahui apakah air sumur bor yang mereka gunakan termasuk layak konsumsi atau tidak.
Oleh karena itu, penulis merencanakan membuat alat pengukur kadar keasaman .
H) air guna mempermudah mengidentifikasi air yang akan digunakan.
Alat yang penulis rancang memiliki kesamaan fungsi dengan alat pengukur pH air atau pH meter yang telah ada dan diperjualbelikan secara umum.
Alat ini menggunakan rangkaian sensor keasaman cairan sebagai sensor pH.
Pengolahan hasil pengukuran dilakukan oleh sensor menggunakan arduino uno, sedangkan untuk menampilkan hasil pengukuran menggunakan LCD.
Alat ukur ini relatif akurat dengan catudaya menggunakan baterai 9 V yang banyak tersedia dipasaran sehingga alat ini dapat dibawa kemana Ae mana guna mempermudah dalam pemakaian saat penelitian atau survey lapangan.
Kata kunci: Arduino,keasaman air, pengukur pH Abstract: One of water quality parameters is the degree of water.
For most of people, water quality is considered important because it is not only about aesthetic.
A good water for consumption to governmentissued regulation through Indonesian Minister of Health is has a pH 6.
5 - 8.
5 value ( Regulation of Minister of Healty No 907, 2002, about Term and Supervision of Water Quality Drinking, and Regulation of Minister of Healty No 416, 1990 about Term and Supervision of Water Qualit.
Although most of people in Bukittinggi still do not know whether the water from drill water used is worth consuming or not.
Therefore, writer planned to build a device to measure the acidity .
H) of water to make it easier to identify the water to be used.
Device made by author has same function as water pH device or pH meter that has been traded in general.
This device uses a liquid acidity sensor circuit as a pH sensor.
The processing of sensor result is carried out by sensors by using Arduino Uno, display the measurement results using LCD.
This device is relatively accurate with the power supply using 9 V battery that available in the market so this device can be taken everywhere to make it easier to use when researching or field surveys.
Keywords: Acidity.
Arduino, measuring pH manusia akan air.
Jumlah penduduk dunia
PENDAHULUAN
Air tanah adalah air yang menempati ronggasetiap rongga dalam lapisan geologi.
Air tanah mengakibatkan jumlah kebutuhan air .
merupakan sumber daya penting dalam irigasi.
Upaya pemenuhan kebutuhan air oleh industri dan air minum makin meluas.
Air manusia dapat mengambil air dari dalam sebagai materi esensial dalam kehidupan tanah, air permukaan, atau langsung dari air tampak dari kebutuhan terhadap air untuk Dari ke tiga sumber air tersebut air keperluan sehari-hari dilingkungan rumah tanahlah yang paling banyak digunakan karena tangga ternyata berbeda-beda di setiap tempat, air tanah memiliki beberapa kelebihan di setiap tingkatan, kehidupan atau setiap bangsa banding sumber-sumber lainnya antara lain dan negara.
Semakin tinggi taraf kehidupan karena kualitas airnya yang lebih baik serta seseorang semakin meningkat pula kebutuhan Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL pengaruh akibat pencemaran yang relatif kecil .
PH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimilik oleh suatu larutan.
didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H ) yang Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoretis.
Skala pH bukanlah skala absolut.
Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pHnya ditentukan berdasarkan persetujuan Menurut Permenkes No.
416/PER/MENKES/IX/1990
syarat dan pengawasan kualitas, air bersih adalah air yang kualitasnya memenuhi syarat kesehatan digunakan untuk keperluan sehari Ae hari dan dapat diminum apabila telah Saat ini banyak masyarakat yang menggunakan air dengan kualitas buruk yang membahayakan kesehatan masyarakat itu Salah satu cara atau metode yang umum di masyarakat untuk mengetahui kriteria air baik digunakan untuk memenuhi kebutuhan seharihari ialah air tidak berasa, tidak berbau, dan tidak berwarna.
Cara mengetahui pH air yang paling akurat adalah menggunakan sebuah alat pengukur pH yang disebut dengan pH meter.
Namun sayangnya, banyak masyarakat yang tidak memiliki alat Mungkin karena harganya yang cukup mahal atau kurangnya pengetahuan tentang pentingnya mengetahui pH air.
Padahal pengetahuan tentang derajat keasaman air sangat penting dalam kehidupan sehari-hari, maka kualitas hidup manusia juga sangat tergantung dari kualitas air yang dikonsumsi.
Kualitas air yang buruk menyebabkan timbulnya penyakit pada tubuh manusia.
Dengan mengetahui pH air, manusia bisa menentukan skala pH yang ideal untuk dapat Sehingga Kadar pH air yang baik untuk di konsumsi untuk tubuh adalah 6 sampai 7.
Air merupakan salah satu sumber daya alam yang memiliki fungsi sangat penting bagi Karena air merupakan faktor terpenting bagi semua organisme, sangat penting untuk melindunginya.
Pemantauan ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Rang Teknik Journal kualitas air merupakan salah satu langkah awal yang diperlukan dalam pengembangan dan pengelolaan sumber daya air yang Pesatnya perkembangan teknologi pendekatan baru untuk akuisisi data real-time, transmisi dan pemrosesan.
Sistem ini bisa mendapatkan informasi kualitas air yang berkelanjutan dari jarak jauh.
Dalam sistem semacam ini, ada beberapa simpul yaitu pusat sensor, titik pemantauan dan stasiun pemantau jarak jauh.
Dengan menggunakan sensor yang berbeda, sistem ini dapat mengumpulkan berbagai parameter dari air, seperti suhu, pH, kekeruhan, konduktivitas dan sebagainya.
Parameter kualitas air yang dipantau secara Metode yang paling umum untuk mendeteksi parameter ini adalah mengumpulkan sampel secara manual dan kemudian mengirimkannya ke laboratorium untuk dideteksi dan dianalisis, metode ini menghabiskan terlalu banyak tenaga kerja dan sumber daya material, dan memiliki keterbatasan pengumpulan sampel.
Analisis waktu yang lama, penuaan peralatan eksperimen dan masalah lainnya .
Beberapa penelitian terkait dengan alat ukur kualitas air menggunakan sensor telah Alat ukur yang diterapkan pada penelitian.
merupakan alat ukur digital dipadukan dengan GSM untuk pengukuran kekeruhan, pH & suhu.
Penelitian .
, yang hanya berfokus pada pengembangan alat ukur untuk satu buah parameter, yaitu parameter suhu.
Hanya saja penelitian yang sudah ada hanya 8membahas satu, dua atau tiga parameter kunci seperti pH, suhu dan menggunakan modul GSM dan penelitian hanya berupa rangkaian yang tidak menyertakan bentuk dari alat tersebut, sehingga tidak bisa digunakan oleh banyak Berangkat dari paparan diatas dan mahalnya alat ukur air yang dapat mengukur lebih dari dua parameter maka perlu untuk melakukan penelitian.
Dengan kurangnya pengetahuan masyarakat tersebut peneliti mencoba membuat sebuah alat untuk mengukur kualitas air yang digunakan masyarakat untuk kebutuhan rumah Fakultas Teknik UMSB Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL menggunakan sumur bor.
TEORI
Derajat Keasaman .
H) PH atau singkatan dari potential of Hydrogen merupakan derajat keasaman yang keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan.
PH didefinisikan sebagai kologaritmaaktivitasion hidrogen (H ) yang Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis.
Skala pH bukanlah skala absolut.
Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar pH-nya persetujuan internasional.
Air murni bersifat netral, dengan pHnya pada suhu 25 AC ditetapkan sebagai 7,0.
Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali.
Gambar 1 Skala Derajat Keasaman .
H) pH meter PH meter adalah sebuah alat elektronik yang berfungsi untuk mengukur pH .
erajat keasaman atau kebasaa.
suatu cairan .
da elektroda khusus yang berfungsi untuk mengukur pH bahan-bahan semi-pada.
Sebuah pH meter terdiri dari sebuah elektroda .
robe penguku.
yang terhubung ke sebuah alat elektronik yang mengukur dan menampilkan nilai pH.
Alat ini sangat berguna untuk industri air minum, laboratorium, akuarium, industri pakaian terutama batik dan pewarna pakaian Rang Teknik Journal
Gambar 2PH Electrode E201-C BNC
Spesifikasi alat
Model
Elektroda
Rentang
Pengujian Suhu
Pengujian Titik Nol
Kesalahan PTS
Waktu Respon
Resistance Repeatability Kebisingan E Ai 201
0-14pH
0-80 EE
7 A 0,5pH <15mV > 98 <2 menit <250m u0.
<0,5mV Mikrokontroller ATMega328 Mikrokontroler adalah sebuah sistem komputer fungsional dalam sebuah chip.
dalamnya terkandung sebuah inti prosesor, memori .
ejumlah kecil RAM, memori program, atau keduany.
, dan perlengkapan Dengan mikrokontroler adalah suatu alat elektronika digital yang mempunyai masukan dan keluaran serta kendali dengan program yang bisa ditulis dan dihapus dengan cara khusus .
Mikrokontroler merupakan komputer didalam chip yang digunakan untuk mengontrol peralatan elektronik, yang menekankan efisiensi dan efektifitas biaya.
Secara garis besar bisa disebut Aipengendali kecilAn dimana sebuah system elektronik yang sebelumnya banyak memerlukan komponenkomponen pendukung seperti IC TTL dan CMOS dapat direduksi/diperkecil dan akhirnya terpusat serta dikendalikan oleh mikrokontroler .
Arduino Arduino adalah kit elektronik atau papan rangkaian elektronik open source yang didalamnya terdapat komponen utama yaitu sebuah chip mikrokontroler dengan jenis AVR dari perusahaan Atmel.
Mikrokontroler adalah chip
Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL (Integrated Circui.
yang bisa diprogram menggunakan komputer.
Tujuan menanamkan program pada mikrokontroler adalah agar rangkaian elektronik dapat membaca input, proses dan output sebuah rangkaian Gambar 3 Arduino Uno Adapun data teknis board Arduino Uno sebagai berikut:
Mikrokontroler Arduino UNO
Tegangan Tegangan input
Tegangan input
Pin digital I/0 Pin analog input
Arus DC per pin
I/0
Arus DC untuk Flash memory Untuk membuat program Arduino dan mengupload ke dalam board Arduino, anda Arduino
IDE
(Integrated Development Enviromen.
Bahasa pemrograman arduino merupakan bahasa C yang sudah disederhanakan sintaks mempermudah kita dalam mempelajari dan mendalami mikrokontroller .
Module Sensor pH Air Modul sensor ini merupakan module yang berfungsi untuk mendeteksi tingkat pH air yang dimana outputnya berupa tegangan Sehingga untuk mengkonversi nilai pembacaan harus dimasukan ke dalam rumus di kode program yang dibuat.
Dikarenakan module pH meter sensor ini range output tegangan analognya dari 0 Ae 3Vdc dengan inputan power supply 3.
3 Ae 5.
5Vdc.
7 Ae 12 V 6 Ae 20 V 14 .
diantaranya pin PW M) 40 mA Gambar 4 Modul pH meter Spesifikasi :
150 mA
SRAM
32 Kb dengan digunakan untuk 2 KB
EEPROM
1 KB
Kecepatan 16 Mhz Bahasa Pemrograman Arduino Bahasa pemrograman Arduino adalah bahasa C.
Tetapi bahasa ini sudah dipermudah menggunakan fungsi-fungsi yang sederhana sehingga pemula pun bisa mempelajarinya dengan cukup mudah.
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Rang Teknik Journal
Pemanas tegangan 5A0 2 V (AC A DC) Bekerja saat ini 5-10mA
Deteksi
PH0-14
Deteksi
0-80 Celcius
Waktu respon
O5S
Waktu stabilitas O 60 S Konsumsi daya O 0.
Suhu kerja -10 50 Celcius .
ominal Celciu.
Fakultas Teknik UMSB Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Bekerja .
ominal kelembaban 65% RH) Umur
3 tahun Ukuran 42mm x 32mm x 20mm
Output
analog tegangan output
Berat
Rang Teknik Journal
PEMBAHASAN
Rancangan Alat Dalam perancangan alat ukur ini penulis membutuhkan beberapa peralatan yang akan digunakan ini antara lain dapat diketahui pada Tabel 1.
Nama Spesifikasi Juml Display LCD (Liquid Cristal Displa.
LCD (Liquid Cristal Displa.
adalah merupakan salah satu jenis display elektronik yang dibuat menggunakan teknologi CMOS logic yang dapat bekerja dengan tidak menghasilkan cahaya namun memantulkan cahaya yang ada di sekitarnya terhadap frontlit atau mentransmisikan cahaya dari back-lit.
Fungsi dari LCD yaitu sebagai penampil data baik dalam bentuk karakter, huruf, angka ataupun grafik.
Gambar 5 LCD 2x16 layar kuning Baterai Baterai (Batter.
adalah sebuah alat yang dapat merubah energi kimia yang disimpannya menjadi energi Listrik yang dapat digunakan oleh suatu perangkat Elektronik.
Hampir semua perangkat elektronik yang portabel seperti HandpHone.
Laptop.
Senter, ataupun Remote Control menggunakan Baterai sebagai sumber listriknya.
Dengan adanya Baterai, kita tidak perlu menyambungkan kabel listrik elektronik kita sehingga dapat dengan mudah dibawa kemana-mana.
Dalam kehidupan kita sehari-hari, kita dapat menemui dua jenis Baterai yaitu Baterai yang hanya dapat dipakai sekali saja (Single Us.
dan Baterai yang dapat di isi ulang (Rechargeabl.
Peralatan utama Software Versi 1.
Arduino
Uno
Arduino
Versi R3
Uno
Sensor
E201-C BNC
Lcd button Shield arduino 1 Box Universal Baterai Panasonic NEO 1 Konektor Baterai Peralatan pendukung Obeng Gergaji besi Tang potong Kabel 6 warna Komputer Toshiba dan Hp 1 Atau Laptop Tabel 1.
Peralatan utama dan pendukung Block Diagram
Adapun dengan blok sistem sebagai Gambar 6 Diagram Blok Sistem
Fakultas Teknik UMSB
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Dengan memperhatikan gambar 6 diatas diatas dapat dilihat secara terperinci proses pengambilan data pH air sehingga bisa ditampilkan pada LCD.
Data berbentuk angka mempermudah kita dalam membandingkan dan menyimpulkan data tersebut.
Rang Teknik Journal
HASIL
Hasil rangkaian alat Desain Alat dan Cara Kerja Gambar 8tampak depan Gambar 7 Wiring Diagram Perancangan Dalam sampel dimasukan ke dalam wadah Power supply .
mensuplai seluruh rangkaian dari elektroda pH sampai LCD.
Pengukur pH menggunakan metode langsung yaitu mencelupkan ujung sensor keasaman cairan yang berupa bola kaca yang sensitif yang kemudian terjadi pertukaran ion antara elektrolit dengan larutan terukur.
Pertukaran ion ini dibutuhkan untuk pengukuran potensiometer .
H mete.
dapat sehingga pH meter .
membaca nilai pH yang terkandung pada Setelah mendapatkan nilai tegangan dari keluaran sensor akan diproses pada Arduino.
Waktu yang di perlukan oleh alat untuk dapat mendeteksi kandungan pH yang terdapat dalam sampel lebih kurang 1 menit.
Setelah itu, data pH ditampilkan dengan pemograman arduino pada LCD.
Gambar 9 tampak belakang Keterangan :
pH probe / meter .
LCD untuk menampilkan hasil pengukuran .
Tombol reset .
Modul sensor .
Papan Arduino .
Baterai sebagai power supply .
Konektor baterai Arduino 9 V to DC jack .
Tampak belakang Arduino Uno R3 .
Setting kecerahan layar LCD .
Tampak belakang modul sensor pengujian alat Pengujian memastikan bahwa system yang dirancang berjalan sesuai dengan rencana.
Pengujian dilakukan dengan dua dua sampel yaitu : sampel sumur bor kedalaman <20 meter dan >20 meter.
ISSN 2599-2081
EISSN 2599-2090
Fakultas Teknik UMSB Vol.
3 No.
2 Juni 2020 http://jurnal.
id/index.
php/RANGTEKNIKJOURNAL Gambar 10 lokasi sampel sumur bor kedaalam 15 meter Gambar 11 lokasi sampel sumur bor kedalaman 21 meter Pengujian Sensor pH Dari hasil pengujian sensor didapat data sebagai berikut:
Tabel 2.
Pengukuran pH
Kedalam Permukaa
Lokasi
n air
Banda
6,03
Redek
6,48
Sumurapak Rang Teknik Journal dan setelah airnya dimasak nilai pHnya naik menjadi 7,15 pH.
Sedangkan pada kedalaman sumur bor 21 meter nilai pH yang didapatkan sebesar 6,488 pH dan setelah airnya dimasak nilai pHnya naik menjadi 6,90 pH.
Nilai pH yang terkandung dalam air sumur bor pengguna akan di tampilkan melalui LCD.
Disinilah pengguna mengetahui apakah air sumur bor mereka termasuk kedalam kriteria layak konsumsi.
Adapun saran-saran dipertimbangkan dari hasil penelitian ini agar penelitian ini dapat dikembangkan lanjut yaitu :
Karena dalam penelitian ini penulis hanya menggunakan sensor pH air saja, diharapkan penelitian selanjutnya dapat menggunakan sensor-sensor lainnya seperti sensor suhu air, dll.
Untuk penggunaan sensor diharapkan penelitian selanjutnya memilih sensor yang memiliki kualitas yang lebih bagus lagi dikarenakan sensor yang digunakan penulis kinerjanya kurang bagus dan terkadang tidak stabil.
DAFTAR PUSTAKA